RU2235438C2 - Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal - Google Patents

Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal Download PDF

Info

Publication number
RU2235438C2
RU2235438C2 RU2002116012/09A RU2002116012A RU2235438C2 RU 2235438 C2 RU2235438 C2 RU 2235438C2 RU 2002116012/09 A RU2002116012/09 A RU 2002116012/09A RU 2002116012 A RU2002116012 A RU 2002116012A RU 2235438 C2 RU2235438 C2 RU 2235438C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
correlation function
delay
maximum
Prior art date
Application number
RU2002116012/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002116012A (en
Inventor
А.В. Гармонов (RU)
А.В. Гармонов
В.Д. Табацкий (RU)
В.Д. Табацкий
Original Assignee
Гармонов Александр Васильевич
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 Гармонов Александр Васильевич filed Critical Гармонов Александр Васильевич
Priority to RU2002116012/09A priority Critical patent/RU2235438C2/en
Publication of RU2002116012A publication Critical patent/RU2002116012A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2235438C2 publication Critical patent/RU2235438C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: novelty is that minimal time delay of first maximum is determined by N*K realization of correlation functions of multibeam and reference signals. Mean value of delay of correlation function maximum is assumed to equal time delay of first beam.
EFFECT: enhanced precision of determining first beam delay in receiving multibeam signal.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам и устройствам временной синхронизации для систем связи с широкополосными сигналами, и может быть использовано в сотовых системах радиосвязи при определении местоположения мобильных станций.The invention relates to radio engineering, in particular to methods and devices for time synchronization for communication systems with broadband signals, and can be used in cellular radio communication systems when determining the location of mobile stations.

Система слежения за временной задержкой сигнала используется в любой цифровой системе связи. Осуществление постоянной временной подстройки приемника необходимо в силу неидеальности часов приемника и передатчика. Кроме того, в системах подвижной связи расстояние между приемником и передатчиком, а следовательно, задержка сигнала изменяется в силу перемещения мобильной станции.A time delay tracking system is used in any digital communication system. The implementation of a constant temporary adjustment of the receiver is necessary due to the imperfect hours of the receiver and transmitter. In addition, in mobile communication systems, the distance between the receiver and the transmitter, and therefore the signal delay, changes due to the movement of the mobile station.

В ряде задач обработки сигналов в многолучевых нестационарных каналах необходимо определять задержку прямого луча.In a number of signal processing tasks in multipath non-stationary channels, it is necessary to determine the delay of the direct beam.

Так, для определения местоположения подвижного объекта широко применяются методы, основанные на измерении расстояния между точками излучения и приема сигнала путем определения задержки его распространения между ними. Такие методы описаны, например, в работах [1. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. Москва, "Радио и связь", 1992], [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].So, to determine the location of a moving object, methods are widely used based on measuring the distance between points of radiation and receiving a signal by determining the delay in its propagation between them. Such methods are described, for example, in [1. Sosulin Yu.G. Theoretical foundations of radar and radio navigation. Moscow, "Radio and Communications", 1992], [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., Vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].

Оценку задержки сигнала могут выполнять устройства слежения за задержкой на основе временных дискриминаторов, описанные в упомянутых выше работах [1. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. Москва, "Радио и связь", 1992], [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].Estimation of signal delay can be performed by delay tracking devices based on time discriminators described in the above-mentioned works [1. Sosulin Yu.G. Theoretical foundations of radar and radio navigation. Moscow, "Radio and Communications", 1992], [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., Vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].

Если все компоненты многолучевого сигнала разрешимы (сдвинуты относительно друг друга более чем на чип расширяющей ПСП), то дисперсия оценки временной задержки сигнала определяется отношением энергии сигнала к спектральной мощности шума [3. В.И.Тихонов Оптимальный прием сигналов. Москва, "Радио и связь", 1983].If all components of the multipath signal are solvable (shifted relative to each other by more than an expanding memory bandwidth chip), then the variance of the estimate of the signal time delay is determined by the ratio of the signal energy to the noise spectral power [3. V.I. Tikhonov Optimal signal reception. Moscow, "Radio and Communications", 1983].

При наличии неразрешимых компонент (сигналы сдвинуты относительно друг друга менее чем на чип расширяющей ПСП) возникает ошибка многолучевости и оценка временной задержки первой компоненты многолучевого сигнала смещается [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].In the presence of insoluble components (the signals are shifted relative to each other less than by the chip of the expanding memory bandwidth), a multipath error occurs and the estimate of the time delay of the first component of the multipath signal is shifted [2. James Caffery, Gordon L. Stuber, Subscriber Location in CDMA Cellular Networks, IEEE Trans. Veh. Technol., Vol. 47, pp. 406-415, May, 1998].

Чип ПСП - это длительность одного элементарного временного интервала псевдослучайной последовательности.The PSP chip is the duration of one elementary time interval of a pseudo-random sequence.

Согласно рекомендациям ITU-R для IMT-2000 [4. Recommendation ITU-R M.1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000] лучи могут находиться на нескольких смежных временных позициях области неопределенности.According to the recommendations of ITU-R for IMT-2000 [4. Recommendation ITU-R M.1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000] beams can be located at several adjacent temporal positions of the uncertainty region.

Корреляционная функция многолучевого сигнала является суммой корреляционных функций сигналов лучей. При фединге амплитуды и фазы компонент многолучевого сигнала меняются и, следовательно, меняется форма суммарной корреляционной функции.The correlation function of a multipath signal is the sum of the correlation functions of the ray signals. When fading, the amplitudes and phases of the components of the multipath signal change and, consequently, the shape of the total correlation function changes.

Приближенно корреляционную функцию принятого сигнала (сигнал ограничен по полосе) можно описать следующей формулой [5. Andrew J. Viterbi. CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison - Wesly Publishing Company, 1995, стр. 43]:Approximately the correlation function of the received signal (the signal is limited in band) can be described by the following formula [5. Andrew J. Viterbi. CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison - Wesly Publishing Company, 1995, p. 43]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где К(τ) - корреляционная функция принятого сигнала, Тc - длительность чипа ПСП.where K (τ) is the correlation function of the received signal, T c is the DSP chip duration.

На фиг. 1 показаны модули корреляционных функций двух сигналов лучей (К1, К2) и их суммарная корреляционная функция (К).In FIG. 1 shows the modules of the correlation functions of two ray signals (K 1 , K 2 ) and their total correlation function (K).

За нулевую точку отсчета принят максимум первого луча. Временной сдвиг нормирован к периоду дискретизации сигнала. Максимальные значения нормированных корреляционных функций компонент многолучевого сигнала равны 1 и 0,8. Относительный сдвиг компонент многолучевого сигнала равен 7/8 чипа ПСП.For the zero reference point, the maximum of the first ray is taken. The time shift is normalized to the signal sampling period. The maximum values of the normalized correlation functions of the components of the multipath signal are 1 and 0.8. The relative shift of the multipath components is 7/8 of the memory bandwidth chip.

Для определения местоположения подвижного объекта необходимо определить временную задержку прямого луча сигнала. Как видно из фиг. 1, максимум суммарный корреляционной функции сдвинут на 3/8 чипа относительно максимума первого сигнала. Устройство слежения за задержкой настроится на максимум корреляционной функции и ошибка многолучевости в этом случае составит 3/8 чипа.To determine the location of a moving object, it is necessary to determine the time delay of the direct signal beam. As can be seen from FIG. 1, the maximum total correlation function is shifted by 3/8 of the chip relative to the maximum of the first signal. The delay tracking device will tune to the maximum correlation function and the multipath error in this case will be 3/8 of the chip.

Рассмотрим пример. В соответствии с рекомендациями ITU-R для IMT-2000 [4. Recommendation ITU-R M.1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000] примем, что сдвиг между первыми двумя лучами равен 300 наносекундам. Следовательно, ошибка многолучевости может превысить 150 наносекунд. В этом случае ошибка определения расстояния между точками излучения и приема сигнала может превысить 45 метров.Consider an example. In accordance with the recommendations of ITU-R for IMT-2000 [4. Recommendation ITU-R M.1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000], we assume that the shift between the first two beams is 300 nanoseconds. Consequently, the multipath error can exceed 150 nanoseconds. In this case, the error in determining the distance between the points of radiation and signal reception can exceed 45 meters.

Известны различные способы определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала и устройства для их реализации, например способ, описанный в [6, патент США №5414729 Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by making use of multiple correlator time delay spacing, Fenton; Patrick, 1995].There are various methods for determining the delay of a direct beam when receiving a multipath signal and a device for their implementation, for example, the method described in [6, US patent No. 5414729 Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by making use of multiple correlator time delay spacing, Fenton; Patrick 1995].

В этом способе измеряют корреляционную функцию принимаемого многолучевого и опорного сигналов. На основе полученных значений корреляционной функции многолучевого сигнала составляется система линейных уравнений, в которой неизвестными величинами являются параметры многолучевого сигнала. Решения системы уравнений определяют задержки компонент многолучевого сигнала.In this method, the correlation function of the received multipath and reference signals is measured. Based on the obtained values of the correlation function of the multipath signal, a system of linear equations is compiled in which the unknown parameters are multipath signal parameters. Solutions to a system of equations determine the delays of a multipath component.

Устройство, реализующее рассмотренный способ, состоит из корреляторов со сдвинутыми менее чем на чип относительно друг друга опорными сигналами. Начальный сдвиг опорных сигналов корреляторов выбирается таким образом, чтобы корреляционный пик перекрывался выходными значениями корреляторов. Полученные выходные значения корреляторов поступают на вход устройства оценки параметров многолучевости. В этом устройстве посредством решения системы уравнений определяются задержки компонент многолучевого сигнала.A device that implements the considered method consists of correlators with reference signals shifted by less than a chip relative to each other. The initial shift of the reference signals of the correlators is selected so that the correlation peak is overlapped by the output values of the correlators. The resulting output values of the correlators are fed to the input of the multipath parameter estimation device. In this device, by solving a system of equations, the delays of the multipath signal components are determined.

Недостатком этого решения является то, что для его применения необходимо знать число компонент многолучевого сигнала. На практике число компонент многолучевого сигнала часто неизвестно. Оно зависит от среды распространения сигнала и меняется при движении объекта. Поэтому применение рассматриваемого способа и устройства при неизвестном числе компонент многолучевого сигнала малоэффективно.The disadvantage of this solution is that for its application it is necessary to know the number of components of the multipath signal. In practice, the number of multipath components is often unknown. It depends on the signal propagation medium and changes when the object moves. Therefore, the application of the considered method and device with an unknown number of components of the multipath signal is ineffective.

Известен другой способ, описанный в патенте [7, патенте US № 5854815. Lennen, Gary R. Code phase signal multipath compensation, 1998].Another method is known, described in the patent [7, US patent No. 5854815. Lennen, Gary R. Code phase signal multipath compensation, 1998].

В способе, приведенном в патенте [7. US № 5854815. Lennen, Gary R. Code phase signal multipath compensation, 1998] измеряют корреляционную функцию многолучевого и опорного сигналов, которая затем сравнивается с опорной корреляционной функцией однолучевого сигнала. Начала обеих корреляционных функций совмещают. По взаимному смещению этих функций определяют ошибку многолучевости. Вид функции, определяющей ошибку многолучевости по величинам сдвигов между измеренной и опорной корреляционными функциями, определяют экспериментально. Оценка задержки первого луча равна разности оценки задержки многолучевого сигнала (максимума корреляционной функции многолучевого сигнала) и ошибки многолучевости.In the method described in the patent [7. US No. 5854815. Lennen, Gary R. Code phase signal multipath compensation, 1998] measure the correlation function of the multipath and reference signals, which is then compared with the reference correlation function of a single beam signal. The beginnings of both correlation functions are combined. The mutual offset of these functions determine the multipath error. The type of function that determines the multipath error by the magnitudes of the shifts between the measured and reference correlation functions is determined experimentally. The estimate of the delay of the first beam is equal to the difference between the estimates of the delay of the multipath signal (maximum correlation function of the multipath signal) and the multipath error.

Недостатком способа является то, что для его применения необходимо экспериментально определить вид функции ошибки многолучевости. На практике вид функции ошибки многолучевости зависит от условий распространения сигналов и меняется при движении объекта. Поэтому применение рассматриваемого способа малоэффективно.The disadvantage of this method is that for its application it is necessary to experimentally determine the form of the multipath error function. In practice, the form of the multipath error function depends on the propagation conditions of the signals and changes as the object moves. Therefore, the application of the considered method is ineffective.

Недостатком этого способа является также то, что в шумах достоверно определить временное положение начала корреляционной функции многолучевого сигнала не представляется возможным. Ошибка определения временного положения начала корреляционной функции приводит к ошибке оценки задержки первого луча.The disadvantage of this method is that in noise it is not possible to reliably determine the temporal position of the beginning of the correlation function of the multipath signal. An error in determining the temporary position of the beginning of the correlation function leads to an error in estimating the delay of the first ray.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению, является изобретение по патенту US № 5815539 [8, патент US № 5815539. Lennen, Gary R. Signal timing synchronizer, 1998].The closest technical solution to the claimed invention is the invention according to US patent No. 5815539 [8, US patent No. 5815539. Lennen, Gary R. Signal timing synchronizer, 1998].

В способе, описанном в патенте US № 5815539, измеряют корреляционную функцию многолучевого и опорного сигналов. Затем в трех точках определяются сдвиги между измеренной корреляционной функцией и опорной корреляционной функцией однолучевого сигнала, полученного экспериментально. При этом начала обеих корреляционных функций совмещают. Первая и третья точки симметричны (противоположны) относительно максимума корреляционной функции многолучевого сигнала и находятся на уровне 0,6 от уровня максимума этой функции. Третий сдвиг определяется сдвигом максимумов этих функций. Ошибка многолучевости определяется экспериментально полученной функцией от вычисленных сдвигов. Оценка задержки первого луча равна разности оценки задержки многолучевого сигнала (максимума корреляционной функции многолучевого сигнала) и ошибки многолучевости.In the method described in US patent No. 5815539, measure the correlation function of the multipath and reference signals. Then, at three points, the shifts between the measured correlation function and the reference correlation function of the single-beam signal obtained experimentally are determined. In this case, the beginnings of both correlation functions are combined. The first and third points are symmetric (opposite) relative to the maximum of the correlation function of the multipath signal and are at the level of 0.6 from the maximum level of this function. The third shift is determined by the shift of the maxima of these functions. The multipath error is determined by the experimentally obtained function of the calculated shifts. The estimate of the delay of the first beam is equal to the difference between the estimates of the delay of the multipath signal (maximum correlation function of the multipath signal) and the multipath error.

Способ-прототип можно описать следующим образом.The prototype method can be described as follows.

- Определяют корреляционную функцию между принимаемым многолучевым сигналом и опорным сигналом.- Determine the correlation function between the received multipath signal and the reference signal.

- Определяют корреляционную функцию между однолучевым сигналом и опорным сигналом.- Determine the correlation function between the single-beam signal and the reference signal.

- Определяют сдвиги (в трех точках) между корреляционной функцией многолучевого сигнала и корреляционной функцией однолучевого сигнала.- Determine the shifts (at three points) between the correlation function of the multipath signal and the correlation function of the single-beam signal.

- Определяют ошибку многолучевости, используя сдвиги между корреляционной функцией многолучевого сигнала и корреляционной функцией однолучевого сигнала.- The multipath error is determined using shifts between the correlation function of the multipath signal and the correlation function of the single path signal.

- Величину временной задержки первого луча многолучевого сигнала принимают равной разности оценки задержки многолучевого сигнала (максимума корреляционной функции многолучевого и опорного сигналов) и ошибки многолучевости.- The magnitude of the time delay of the first beam of the multipath signal is taken equal to the difference between the estimates of the delay of the multipath signal (maximum correlation function of the multipath and reference signals) and the multipath error.

Для реализации способа прототипа используется устройство, блок-схема которого показана на фиг. 2.To implement the prototype method, a device is used, a block diagram of which is shown in FIG. 2.

На фиг. 2 устройство содержит корреляционный приемник 1, генератор тактовых импульсов 9, генератор ПСП 10, сканирующие корреляторы 11. В состав корреляционного приемника 1 входят линейный тракт приемника 2 с антенной, формирователь квадратурного сигнала 3, опорный генератор 4, первый генератор тактовых импульсов 6, генератор ПСП 7, корреляторы 5 и микропроцессор 8. Выход линейного тракта приемника 2 соединен с первым (сигнальным) входом формирователя квадратурного сигнала 3, второй вход которого является опорным и соединен с выходом опорного генератора 4. Первый и второй выходы формирователя квадратурного сигнала 3, которые являются соответственно выходами синфазного и квадратурного сигналов, соединены с соответствующими первым и вторым входами корреляторов 5, а также являются соответственно первым и вторым выходами приемника 1 и соединены с первым и вторым входами сканирующих корреляторов 11. Третий вход корреляторов 5 соединен с опорным выходом генератора ПСП 7. Третий вход сканирующих корреляторов 11 соединен с опорным выходом генератора ПСП 10. Выход корреляторов 5, на котором формируются значения корреляционной функции между принимаемым сигналом и опорным сигналом, соединен с первым входом микропроцессора 8. Выход сканирующих корреляторов 11, на котором формируются значения корреляционной функции между принимаемым многолучевым сигналом и опорным сигналом, соединен со вторым входом микропроцессора 8. Второй вход опорного генератора 4, который является входом управления состояния, соединен с первым выходом микропроцессора 8. Опорный выход опорного генератора 4 соединен также с опорными входом первого генератора тактовых импульсов 6, является третьим выходом приемника 1 и соединен с опорным входом генератора тактовых импульсов 9. Второй вход первого генератора тактовых импульсов 6, который является входом управления, соединен со вторым выходом микропроцессора 8. Второй вход второго генератора тактовых импульсов 9, который является входом управления, соединен с четвертым выходом микропроцессора 8, который является четвертым выходом приемника 1. Выход генератора тактовых импульсов 6 соединен с тактовым входом генератора ПСП 7, третий (управляющий) вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора 8. Выход генератора тактовых импульсов 9 соединен с тактовым входом генератора ПСП 10, второй (управляющий) вход которого соединен с пятым выходом микропроцессора 8, который является пятым выходом приемника 1. Шестой выход микропроцессора 8 является выходом скорректированной оценки задержки многолучевого сигнала и выходом устройства.In FIG. 2, the device comprises a correlation receiver 1, a clock generator 9, an SRP generator 10, scanning correlators 11. The correlation receiver 1 includes a linear path of the receiver 2 with an antenna, a quadrature signal conditioner 3, a reference oscillator 4, a first clock generator 6, an SRP generator 7, correlators 5 and a microprocessor 8. The output of the linear path of the receiver 2 is connected to the first (signal) input of the quadrature signal former 3, the second input of which is the reference one and connected to the output of the reference generator 4 The first and second outputs of the quadrature signal driver 3, which are respectively the outputs of the in-phase and quadrature signals, are connected to the corresponding first and second inputs of the correlators 5, and are also the first and second outputs of the receiver 1 and connected to the first and second inputs of the scanning correlators 11. The third input of the correlators 5 is connected to the reference output of the PSP generator 7. The third input of the scanning correlators 11 is connected to the reference output of the PSP generator 10. The output of the correlators 5, on which the value of the correlation function between the received signal and the reference signal is connected to the first input of the microprocessor 8. The output of the scanning correlators 11, on which the values of the correlation function between the received multipath signal and the reference signal are generated, is connected to the second input of the microprocessor 8. The second input of the reference generator 4, which is the state control input, connected to the first output of the microprocessor 8. The reference output of the reference oscillator 4 is also connected to the reference input of the first clock generator 6 pulses, is the third output of the receiver 1 and connected to the reference input of the clock 9. The second input of the first clock 6, which is the control input, is connected to the second output of the microprocessor 8. The second input of the second clock 9, which is the input control, connected to the fourth output of the microprocessor 8, which is the fourth output of the receiver 1. The output of the clock 6 is connected to the clock input of the generator PSP 7, the third (control) input of which It is connected to the third output of the microprocessor 8. The output of the clock generator 9 is connected to the clock input of the PSP 10 generator, the second (control) input of which is connected to the fifth output of the microprocessor 8, which is the fifth output of the receiver 1. The sixth output of the microprocessor 8 is the output of the adjusted delay estimate multipath signal and device output.

Работает устройство следующим образом. Сигнал из антенны через линейный тракт приемника 2 поступает на формирователь квадратурного сигнала 3, на опорный вход которого поступает сигнал с опорного генератора 4. Формирователь квадратурного сигнала 3 формирует на видеочастоте синфазную и квадратурную составляющие сигнала. Сформированные синфазная и квадратурная составляющие сигнала поступают на входы корреляторов 5. Корреляторы вычисляют значения корреляционной функции между принимаемым сигналом и опорным сигналом, поступающим с генератора ПСП 7. В приемнике микропроцессор 8 синхронизирует работу опорного генератора 4, первого генератора тактовых импульсов 6 и первого генератора ПСП 7, формирует оценку задержки сигнала.The device operates as follows. The signal from the antenna through the linear path of the receiver 2 enters the quadrature signal former 3, the reference input of which receives a signal from the reference generator 4. The quadrature signal former 3 generates in-phase and quadrature components of the signal on the video frequency. The generated in-phase and quadrature components of the signal are fed to the inputs of the correlators 5. The correlators calculate the values of the correlation function between the received signal and the reference signal from the PSP generator 7. In the receiver, the microprocessor 8 synchronizes the operation of the reference generator 4, the first clock generator 6 and the first PSP 7 generator , forms an estimate of the signal delay.

Синфазная и квадратурная составляющие сигнала с выходов формирователя квадратурного сигнала 3 поступают также на входы сканирующих корреляторов 11. Сканирующие корреляторы 11 вычисляют значения корреляционной функции между принимаемым многолучевым сигналом и опорным сигналом, поступающим с генератора ПСП 10.The in-phase and quadrature components of the signal from the outputs of the quadrature signal former 3 also go to the inputs of the scanning correlators 11. The scanning correlators 11 calculate the values of the correlation function between the received multipath signal and the reference signal from the PSP generator 10.

Микропроцессор 8 также управляет работой второго генератора тактовых импульсов 9 и второго генератора ПСП 10. При сканировании выполняется сдвиг опорного сигнала генератора ПСП 10. Выходные значения сканирующих корреляторов поступают на микропроцессор 8.The microprocessor 8 also controls the operation of the second clock generator 9 and the second PSP generator 10. When scanning, the reference signal of the PSP generator 10 is shifted. The output values of the scanning correlators are sent to the microprocessor 8.

Микропроцессор 8 в трех точках определяет сдвиги между измеренной корреляционной функцией и опорной корреляционной функцией однолучевого, полученного экспериментально сигнала. При этом начала обеих корреляционных функций совмещают. Первая и третья точки симметричны (противоположны) относительно максимума корреляционной функции многолучевого сигнала и находятся на уровне 0,6 уровня максимума этой функции. Третий сдвиг определяется сдвигом максимумов этих функций. Ошибка многолучевости определяется экспериментально полученной функцией от вычисленных сдвигов.The microprocessor 8 at three points determines the shifts between the measured correlation function and the reference correlation function of a single-beam, experimentally obtained signal. In this case, the beginnings of both correlation functions are combined. The first and third points are symmetric (opposite) with respect to the maximum of the correlation function of the multipath signal and are at the level of 0.6 of the maximum level of this function. The third shift is determined by the shift of the maxima of these functions. The multipath error is determined by the experimentally obtained function of the calculated shifts.

Микропроцессор 8 вычитает ошибку многолучевости из оценки задержки многолучевого сигнала. Скорректированная оценка задержки первого луча с выхода микропроцессора поступает на выход приемника 1.The microprocessor 8 subtracts the multipath error from the estimate of the delay of the multipath signal. The adjusted estimate of the delay of the first beam from the output of the microprocessor goes to the output of the receiver 1.

Недостатком такого решения является то, что для его применения необходимо экспериментально определить опорный сигнал и вид функции ошибки многолучевости. На практике вид функции ошибки многолучевости зависит от условий распространения сигналов и меняется при движении объекта. Поэтому применение рассматриваемого способа и устройства малоэффективно.The disadvantage of this solution is that for its application it is necessary to experimentally determine the reference signal and the form of the multipath error function. In practice, the form of the multipath error function depends on the propagation conditions of the signals and changes as the object moves. Therefore, the application of the considered method and device is ineffective.

Недостатком этого способа является также то, что в шумах достоверно определить временное положение начала корреляционной функции многолучевого и опорного сигналов не представляется возможным. Ошибка определения временного положения начала корреляционной функции приводит к ошибке оценки задержки первого луча.The disadvantage of this method is that in noise it is not possible to reliably determine the temporal position of the beginning of the correlation function of the multipath and reference signals. An error in determining the temporary position of the beginning of the correlation function leads to an error in estimating the delay of the first ray.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении точности определения задержки первого луча при приеме многолучевого сигнала.The problem that the invention solves is to increase the accuracy of determining the delay of the first beam when receiving a multipath signal.

Для решения этой задачи в способ определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют корреляционную функцию принимаемого многолучевого сигнала и опорного сигнала, дополнительно введены следующие операции:To solve this problem, the following operations are additionally introduced into the method for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal, which consists in the formation of a correlation function of the received multipath signal and the reference signal:

- периодически с периодом Т определяют временную задержку первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала,- periodically with a period T determine the time delay of the first maximum correlation function of the received multipath signal,

- запоминают N*K определенных подряд временных задержек первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, где N и К целые числа,- remember N * K consecutive time delays of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, where N and K are integers,

- разбивают их на К групп по N определенных подряд временных задержек сдвига корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала в каждой группе,- they are divided into K groups according to N successive time delays of the shift of the correlation function of the received multipath signal in each group,

- в каждой группе определяют минимальное значение временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала,- in each group, the minimum value of the time delay of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal is determined,

- определяют среднюю величину определенных минимальных значений временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, которую принимают за задержку прямого луча при приеме многолучевого сигнала.- determine the average value of certain minimum values of the time delay of the first maximum correlation function of the received multipath signal, which is taken as the delay of the direct beam when receiving the multipath signal.

Для решения той же задачи в устройство определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала, содержащее приемник, сканирующие корреляторы, генератор тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности, при этом первый и второй выходы приемника, которые являются выходами синфазного и квадратурного сигналов, соединены соответственно с первым и вторым входами сканирующих корреляторов, третий выход приемника, который является выходом опорных тактовых импульсов, соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход генератора тактовых импульсов, который является входом управления, соединен с четвертым выходом приемника, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом тактовых импульсов генератора псевдослучайной последовательности, управляющий вход которого соединен с пятым выходом приемника, третий вход сканирующих корреляторов, который является входом опорного сигнала, соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, дополнительно введены: первое оперативное запоминающее устройство, блок определения задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, второе оперативное запоминающее устройство, блок управления, блок определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, блок определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, причем четвертый вход сканирующих корреляторов, который является входом управления, соединен с седьмым выходом приемника, выход сканирующих корреляторов, который является выходом значений корреляционной функции принимаемого многолучевого и опорного сигналов, соединен с первым входом первого оперативного запоминающего устройства, второй вход которого является входом управления считыванием значений корреляционной функции из ОЗУ и соединен с первым выходом блока управления, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом блока определения задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, второй вход которого является входом управления и соединен со вторым выходом блока управления, выход блока определения задержки максимума корреляционной функции, который является выходом значения временной задержки первого максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, соединен со входом второго оперативного запоминающего устройства, второй вход которого является управляющим и соединен с третьим выходом блока управления, выход второго оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, который является входом значений сдвига максимума корреляционной функции, второй вход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала является входом управления и соединен с четвертым выходом блока управления, выход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, который является выходом значений минимальной задержки максимума корреляционной функции, соединен с первым входом блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции, второй вход которого является входом управления и соединен с пятым выходом блока управления, выход блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции является выходом устройства, кроме того, четвертый вход сканирующих корреляторов, который является входом управления интервалом накопления принимаемого сигнала, соединен с седьмым выходом приемника, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с шестым выходом приемника, который является выходом управления обработкой выходных сигналов сканирующих корреляторов.To solve the same problem, a device for determining the delay of a direct beam when receiving a multipath signal, containing a receiver, scanning correlators, a clock, a pseudo-random sequence generator, while the first and second outputs of the receiver, which are outputs of the in-phase and quadrature signals, are connected respectively to the first and the second inputs of the scanning correlators, the third output of the receiver, which is the output of the reference clock pulses, is connected to the first input of the clock generator pulses, the second input of the clock generator, which is the control input, is connected to the fourth output of the receiver, the output of the clock generator is connected to the clock input of the pseudo-random sequence generator, the control input of which is connected to the fifth output of the receiver, the third input of the scanning correlators, which is the reference input signal, connected to the output of the pseudo-random sequence generator, additionally introduced: the first random access memory, block definition the delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the second random access memory, the control unit, the unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the fourth input of the scanning correlators, which is the control input, is connected with the seventh output of the receiver, the output of the scanning correlators, which is the output of the correlation values of the received multipath and reference signals, connected to the first input of the first random access memory, the second input of which is an input for controlling the reading of the correlation function from RAM and connected to the first output of the control unit, the output of the first random access memory is connected to the first input of the maximum delay determination unit correlation function of a multipath signal, the second input of which is a control input and is connected to the second output of the control unit ia, the output of the correlation function maximum delay determination unit, which is the output of the time delay value of the first maximum of the multipath correlation function, is connected to the input of the second random access memory, the second input of which is control and connected to the third output of the control unit, the output of the second random access memory is connected with the first input of the block determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, which is the input of the maximum shift values of the correlation function, the second input of the minimum delay maximum determination block of the multipath signal correlation function is the control input and connected to the fourth output of the control unit, the output of the minimum delay maximum detection block of the correlation function of the multipath signal, which is the output of the minimum delay values of the maximum correlation function, connected to the first input of the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum correlation function, the second input of which is the control input and connected to the fifth output of the control unit, the output of the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum correlation function is the output of the device, in addition, the fourth input of the scanning correlators, which is the input of the control of the accumulation interval of the received signal, is connected to the seventh output of the receiver, the output of the clock generator is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the sixth output of the receiver a, which is the output control processing of the output signals of the correlators of scanning.

Сопоставительный анализ способа определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как позволяет повысить точность определения задержки первого луча при приеме многолучевого сигнала.A comparative analysis of the method for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal with the prototype shows that the present invention is significantly different from the prototype, as it improves the accuracy of determining the delay of the first beam when receiving a multipath signal.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the proposed method with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the inventive method for determining the delay of a direct beam when receiving a multipath signal meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.

Сопоставительный анализ устройства определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как позволяет повысить точность определения задержки первого луча при приеме многолучевого сигнала.A comparative analysis of the device for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal with the prototype shows that the present invention is significantly different from the prototype, as it improves the accuracy of determining the delay of the first beam when receiving a multipath signal.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемое устройство определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала отвечает критериям "новизна", "техническое решение задачи", "существенные отличия" и обладает неочевидностью решения.A comparative analysis of the claimed device with other technical solutions in the art did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the inventive device for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal meets the criteria of "novelty", "technical solution of the problem", "significant differences" and has non-obvious solutions.

Графические материалы, поясняющие данное изобретение:Graphic materials illustrating the invention:

фиг. 1 - зависимость корреляционной функции двух компонент многолучевого сигнала и суммарной корреляционной функции от временного сдвига;FIG. 1 - dependence of the correlation function of the two components of the multipath signal and the total correlation function of the time shift;

фиг. 2 - блок-схема устройства прототипа;FIG. 2 is a block diagram of a prototype device;

фиг. 3 - блок-схема предлагаемого устройства;FIG. 3 is a block diagram of the proposed device;

фиг. 4 - вариант выполнения блока управления.FIG. 4 is an embodiment of a control unit.

Предлагаемый способ заключается в следующем.The proposed method is as follows.

Периодически с периодом Т выполняют следующие операции:Periodically with a period of T, the following operations are performed:

- формируют корреляционную функцию между принимаемым многолучевым и опорным сигналами;- form a correlation function between the received multipath and reference signals;

- определяют временную задержку первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала;- determine the time delay of the first maximum correlation function of the received multipath signal;

- запоминают N*K определенных подряд временных задержек первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, где N и К целые числа;- remember N * K consecutive time delays of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, where N and K are integers;

- разбивают их на К групп по N определенных подряд временных задержек сдвига корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала в каждой группе;- they are divided into K groups according to N successive time delays of the shift of the correlation function of the received multipath signal in each group;

- в каждой группе определяют минимальное значение временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала;- in each group, the minimum value of the time delay of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal is determined;

- определяют среднюю величину определенных минимальных значений временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, которую принимают за задержку прямого луча при приеме многолучевого сигнала.- determine the average value of certain minimum values of the time delay of the first maximum correlation function of the received multipath signal, which is taken as the delay of the direct beam when receiving the multipath signal.

Блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ, представлена на фиг. 3. На фиг. 3 устройство изображено в составе стандартного корреляционного приемника.A block diagram of a device implementing the inventive method is shown in FIG. 3. In FIG. 3, the device is shown as part of a standard correlation receiver.

Устройство содержит корреляционный приемник 1, выполненный так, как показано на фиг. 2 (устройство-прототип), генератор тактовых импульсов 9, генератор ПСП 10, сканирующие корреляторы 11, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 12, блок определения задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 13, второе ОЗУ 14, блок управления 15, блок определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 16, блок определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 17.The device comprises a correlation receiver 1 made as shown in FIG. 2 (prototype device), clock generator 9, PSP generator 10, scanning correlators 11, first random access memory (RAM) 12, block determining the maximum delay of the correlation function of the multipath signal 13, second RAM 14, control unit 15, block for determining the minimum delay maximum correlation function of the multipath signal 16, the unit for determining the average value of the minimum delay maximum correlation function of the multipath signal 17.

При этом первый и второй выходы приемника 1, которые являются выходами синфазного и квадратурного сигналов, соединены соответственно с первым и вторым входами сканирующих корреляторов 11. Третий выход приемника 1, который является выходом опорных тактовых импульсов, соединен с первым входом генератора тактовых импульсов 9. Второй вход генератора тактовых импульсов 9, который является входом управления, соединен с четвертым выходом приемника 1. Выход генератора тактовых импульсов 9 соединен со входом тактовых импульсов генератора ПСП 10, второй (управляющий) вход которого соединен с пятым выходом приемника 1, и первым входом блока управления 15, второй вход которого соединен с шестым выходом приемника 1, который является выходом управления обработкой выходных сигналов сканирующих корреляторов 11. Третий вход сканирующих корреляторов 11, который является входом опорного сигнала, соединен с выходом генератора ПСП 10. Четвертый вход сканирующих корреляторов 11, который является входом управления интервалом накопления принимаемого сигнала, соединен с седьмым выходом приемника 1. Выход сканирующих корреляторов 11, на котором формируются значения корреляционной функции принимаемого многолучевого и опорного сигналов, соединен с первым входом первого ОЗУ 12, второй вход которого является входом управления считывания значений корреляционной функции из ОЗУ и соединен с первым выходом блока управления 15. Выход ОЗУ 12 соединен с первым входом блока определения задержки максимума корреляционной функции 13, второй вход которого является входом управления и соединен со вторым выходом блока управления 15.In this case, the first and second outputs of the receiver 1, which are the outputs of the in-phase and quadrature signals, are connected respectively to the first and second inputs of the scanning correlators 11. The third output of the receiver 1, which is the output of the reference clock pulses, is connected to the first input of the clock generator 9. The second the input of the clock generator 9, which is the control input, is connected to the fourth output of the receiver 1. The output of the clock generator 9 is connected to the clock input of the PSP generator 10, the swarm (control) input of which is connected to the fifth output of the receiver 1, and the first input of the control unit 15, the second input of which is connected to the sixth output of the receiver 1, which is the control output of the processing of the output signals of the scanning correlators 11. The third input of the scanning correlators 11, which is the input the reference signal, connected to the output of the PSP generator 10. The fourth input of the scanning correlators 11, which is the control input interval of the accumulation of the received signal, is connected to the seventh output of the receiver 1. You One of the scanning correlators 11, on which the correlation function values of the received multipath and reference signals are generated, is connected to the first input of the first RAM 12, the second input of which is the control input for reading the correlation function values from the RAM and connected to the first output of the control unit 15. The output of the RAM 12 is connected with the first input of the block determining the maximum delay of the correlation function 13, the second input of which is the control input and is connected to the second output of the control unit 15.

Выход блока определения задержки максимума корреляционной функции 13, на котором формируется временная задержка первого максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, соединен со входом второго ОЗУ 14, второй вход которого является управляющим и соединен с третьим выходом блока управления 15. Выход второго ОЗУ 14 соединен с первым входом блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 16, который является входом значений сдвига максимума корреляционной функции. Второй вход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 16 является входом управления и соединен с четвертым выходом блока управления 15. Выход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала 16, который является выходом значений минимальной задержки корреляционной функции, соединен с первым входом блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции 17, второй вход которого является входом управления и соединен с пятым выходом блока управления 15. Выход блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции 17 является выходом устройства.The output of the block determining the maximum delay of the correlation function 13, on which the time delay of the first maximum of the correlation function of the multipath signal is formed, is connected to the input of the second RAM 14, the second input of which is control and connected to the third output of the control unit 15. The output of the second RAM 14 is connected to the first input unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal 16, which is the input of the shift values of the maximum correlation function. The second input of the unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal 16 is a control input and connected to the fourth output of the control unit 15. The output of the unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal 16, which is the output of the values of the minimum delay of the correlation function, is connected to the first input of the unit determining the average value of the minimum delay of the maximum of the correlation function 17, the second input of which is the control input and is connected to the fifth output of the control unit 15. The output of the mean value determining the minimum delay, the maximum of the correlation function 17 is an output device.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Приемник 1 осуществляет прием многолучевого сигнала. С приемника 1 на сканирующие корреляторы 11 поступают синфазная и квадратурная составляющие принимаемого сигнала. Опорный сигнал для сканирующих корреляторов 11 формирует генератор ПСП 10, управляемый приемником 1. При сканировании выполняется сдвиг опорного сигнала генератора ПСП 10. Тактовые импульсы на генератор ПСП 10 поступают с генератора тактовых импульсов 9, который формирует эти импульсы из опорных тактовых импульсов, поступающих с приемника 1. Управление генератором тактовых импульсов 9 осуществляется также приемником 1.The receiver 1 receives a multipath signal. From the receiver 1 to the scanning correlators 11 receive in-phase and quadrature components of the received signal. The reference signal for scanning correlators 11 is generated by the PSP generator 10, controlled by the receiver 1. When scanning, the reference signal of the PSP generator 10 is shifted. Clock pulses to the PSP generator 10 are received from the clock generator 9, which generates these pulses from the reference clock pulses from the receiver 1. The control of the clock generator 9 is also carried out by the receiver 1.

С приемника 1 на сканирующие корреляторы 11 также поступает управляющий сигнал, который определяет интервал накопления принимаемого сигнала в сканирующих корреляторах 11.From the receiver 1 to the scanning correlators 11 also receives a control signal that determines the accumulation interval of the received signal in the scanning correlators 11.

Сканирующие корреляторы 11 представляют собой параллельные корреляторы с опорными сигналами, сдвинутыми относительно друг друга менее чем на чип ПСП (псевдослучайной последовательности).Scanning correlators 11 are parallel correlators with reference signals shifted relative to each other by less than a chip PSP (pseudo-random sequence).

В приемнике 1 сигналы управления генератором тактовых импульсов 9, генератором ПСП 10, сигнал, определяющий интервал накопления принимаемого сигнала в сканирующих корреляторах 11, сигнал управления обработкой выходных сигналов сканирующих корреляторов 11 формируются микропроцессором 8. Все эти сигналы в совокупности обеспечивают формирование на выходе сканирующих корреляторов 11 значений корреляционной функции принимаемого и опорного сигналов. Микропроцессор 8 с описанными функциональными связями является типичным блоком цифровой техники и в качестве такого блока может быть использован любой из современных микропроцессоров цифровой обработки сигналов (DSP), например TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel и т.п.In the receiver 1, the control signals of the clock generator 9, the SRP generator 10, the signal defining the accumulation interval of the received signal in the scanning correlators 11, the control signal for processing the output signals of the scanning correlators 11 are generated by the microprocessor 8. All of these signals together provide the formation of the output of the scanning correlators 11 values of the correlation function of the received and reference signals. The microprocessor 8 with the described functional relationships is a typical unit of digital technology and any of the modern microprocessors of digital signal processing (DSP) can be used as such a unit, for example, TMS 320Схх, Motorola 56xxx, Intel, etc.

С периодом Т сканирующие корреляторы 11 формируют значения корреляционной функции принимаемого многолучевого и опорного сигналов. Значения этой функции (выходные значения сканирующих корреляторов 11) записываются в ОЗУ 12 и затем по сигналу с блока управления 15 считываются на блок определения задержки максимума корреляционной функции 13. В этом блоке 13 определяют временную задержку первого максимума корреляционной функции многолучевого сигнала.With a period T, the scanning correlators 11 form the values of the correlation function of the received multipath and reference signals. The values of this function (the output values of the scanning correlators 11) are recorded in RAM 12 and then, by a signal from the control unit 15, are read to the delay determination unit of the maximum correlation function 13. In this block 13, the time delay of the first maximum of the correlation function of the multipath signal is determined.

Блок определения задержки максимума корреляционной функции 13 можно выполнить в виде трех регистров, схемы сравнения и счетчика. В первый регистр в исходном состоянии записывается нулевое значение. Во второй регистр записываются текущие значения корреляционной функции, считываемой из ОЗУ 12. Число, записанное в счетчике, равно числу значений корреляционной функции, считанных из ОЗУ 12. Схема сравнения сравнивает значения, записанные в регистры. Если текущее значение, записанное во второй регистр, больше, чем значение, записанное в первый, то значение корреляционной функции из второго регистра перезаписывается в первый, а значение счетчика записывается в третий регистр. Период дискретизации корреляционной функции равен периоду дискретизации входного сигнала. Поэтому номер максимального отсчета корреляционной функции является нормированным к периоду дискретизации входного сигнала сдвигом максимума корреляционной функции. Значения сдвига корреляционной функции с выхода третьего регистра поступают на выход блока определения задержки максимума корреляционной функции 13.The unit for determining the delay of the maximum of the correlation function 13 can be performed in the form of three registers, a comparison circuit, and a counter. In the first register in the initial state, a zero value is written. In the second register, the current values of the correlation function read from RAM 12 are written. The number recorded in the counter is equal to the number of values of the correlation function read from RAM 12. The comparison circuit compares the values written to the registers. If the current value recorded in the second register is greater than the value written in the first, then the value of the correlation function from the second register is overwritten in the first, and the counter value is written in the third register. The sampling period of the correlation function is equal to the sampling period of the input signal. Therefore, the number of the maximum reference of the correlation function is normalized to the sampling period of the input signal by the shift of the maximum of the correlation function. The shift values of the correlation function from the output of the third register go to the output of the unit for determining the delay of the maximum of the correlation function 13.

С блока определения задержки максимума корреляционной функции 13 значение задержки максимума корреляционной функции поступает на вход второго ОЗУ 14. После записи во второе ОЗУ 14 N*K значений сдвига максимума по команде блока управления 15 ОЗУ 14 последовательно подает записанные в него значения сдвига максимума на вход блока определения минимального значения задержки максимума корреляционной функции 16. В блоке определения минимального значения задержки максимума корреляционной функции 16 из N определенных подряд временных задержек первого максимума корреляционной функции определяют минимальную задержку, которая поступает на вход блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции 17.From the block determining the maximum delay of the correlation function 13, the value of the maximum delay of the correlation function is input to the second RAM 14. After writing to the second RAM 14 N * K the maximum shift values at the command of the control unit 15, the RAM 14 sequentially supplies the maximum shift values written to it to the input of the block determining the minimum value of the delay maximum of the correlation function 16. In the unit for determining the minimum value of the delay maximum of the correlation function 16 of N consecutive time delays of the first of the maximum of the correlation function to set the minimum delay that is supplied to the input of determining the average value of the minimum delay of the correlation function maxima 17.

Блок определения минимальной задержки максимума корреляционной функции 16 можно выполнить в виде двух регистров и схемы сравнения. В первый регистр в исходном состоянии записывается максимально возможное значение задержки. Во второй регистр записывается текущее значение задержки. Схема сравнения сравнивает значения, записанные в регистры. Если текущее значение, записанное во второй регистр, меньше, чем значение, записанное в первый регистр, то текущее значение задержки перезаписывается в первый регистр. После обработки N-го значения задержки выходной сигнал первого регистра поступает на выход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции 16, а затем в этот регистр записывается максимально возможное значение задержки.The unit for determining the minimum delay maximum of the correlation function 16 can be performed in the form of two registers and a comparison circuit. In the first register in the initial state, the maximum possible delay value is recorded. The second value is the current delay value. The comparison circuit compares the values written to the registers. If the current value recorded in the second register is less than the value written in the first register, then the current delay value is overwritten in the first register. After processing the Nth delay value, the output signal of the first register is sent to the output of the block for determining the minimum delay of the maximum of the correlation function 16, and then the maximum possible delay value is written to this register.

Блок определения минимальной задержки максимума корреляционной функции 16 по команде блока управления 15 последовательно подает значения минимальных сдвигов на вход блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции 17. В блоке 17 по K минимальным задержкам первого максимума определяют среднее значение минимальной задержки максимума корреляционной функции. Блок определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции 17 можно выполнить в виде последовательно соединенных накопительного сумматора (цифрового интегратора) и делителя на К. Оценку временного сдвига первого сигнала многолучевого сигнала принимают равной среднему значению минимального сдвига.The unit for determining the minimum delay of the maximum of the correlation function 16 at the command of the control unit 15 sequentially supplies the values of the minimum shifts to the input of the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum of the correlation function 17. In block 17 of K the minimum delays of the first maximum determine the average value of the minimum delay of the maximum of the correlation function. The unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum of the correlation function 17 can be performed in the form of a series-connected accumulative adder (digital integrator) and a divisor by K. The time shift of the first signal of the multipath signal is estimated to be equal to the average value of the minimum shift.

Пример выполнения блока управления 15 представлен на фиг.4. Работает блок управления следующим образом.An example of the execution of the control unit 15 is presented in figure 4. The control unit operates as follows.

С генератора тактовых импульсов 9 на схему "И" 25 поступают тактовые импульсы, а с приемника 1 на триггер 26 - команда начала обработки выходных сигналов сканирующих корреляторов 11. По этой команде триггер 26 устанавливается в "единичное" состояние и тактовые импульсы через схему "И" 25 поступают на счетчик 24. Из многоразрядного сигнала счетчика 24 пять дешифраторов 18-22 формируют управляющие сигналы для блоков предлагаемого устройства. После окончания интервала цикла обработки со счетчика 24 на триггер 26 поступает сигнал, который устанавливает его в "нулевое" состояние и тактовые импульсы на счетчик 24 не поступают до следующей команды запуска цикла обработки.From the clock generator 9 to the circuit "And" 25 receive clock pulses, and from the receiver 1 to the trigger 26 - the command to start processing the output signals of the scanning correlators 11. By this command, the trigger 26 is set to "single" state and the clock pulses through the circuit "AND "25 arrive at the counter 24. From the multi-bit signal of the counter 24, five decoders 18-22 generate control signals for the blocks of the proposed device. After the end of the interval of the processing cycle from the counter 24 to the trigger 26 receives a signal that sets it to the "zero" state and clock pulses to the counter 24 are not received until the next command to start the processing cycle.

Таким образом, предлагаемый способ определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала по сравнению с известными техническими решениями в данной области техники позволяет получить более точное значение задержки прямого луча.Thus, the proposed method for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal in comparison with the known technical solutions in the art allows to obtain a more accurate value of the delay of the direct beam.

Claims (2)

1. Способ определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют корреляционную функцию принимаемого многолучевого сигнала и опорного сигнала, отличающийся тем, что периодически с периодом Т определяют временную задержку первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, запоминают N·К определенных подряд временных задержек первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, где N и К - целые числа, разбивают их на К групп по N определенных подряд временных задержек сдвига корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала в каждой группе, в каждой группе определяют минимальное значение временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, определяют среднюю величину определенных минимальных значений временной задержки первого максимума корреляционной функции принимаемого многолучевого сигнала, которую принимают за задержку прямого луча при приеме многолучевого сигнала.1. The method of determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal, which consists in the fact that form the correlation function of the received multipath signal and the reference signal, characterized in that periodically with a period T determine the time delay of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, remember N · K consecutive time delays of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, where N and K are integers, they are divided into K groups by N consecutive time delays of the shift of the correlation function of the received multipath signal in each group, in each group, determine the minimum value of the time delay of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, determine the average value of the determined minimum values of the time delay of the first maximum of the correlation function of the received multipath signal, which is taken as the delay direct beam when receiving a multipath signal. 2. Устройство определения задержки прямого луча при приеме многолучевого сигнала, содержащее приемник, сканирующие корреляторы, генератор тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности, при этом первый и второй выходы приемника, которые являются выходами синфазного и квадратурного сигналов, соединены соответственно с первым и вторым входами сканирующих корреляторов, третий выход приемника, который является выходом опорных тактовых импульсов, соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход генератора тактовых импульсов, который является входом управления, соединен с четвертым выходом приемника, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом тактовых импульсов генератора псевдослучайной последовательности, управляющий вход которого соединен с пятым выходом приемника, третий вход сканирующих кореляторов, который является входом опорного сигнала, соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, отличающееся тем, что дополнительно введены первое оперативное запоминающее устройство, блок определения задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, второе оперативное запоминающее устройство, блок управления, блок определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, блок определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, причем выход сканирующих корреляторов, который является выходом значений корреляционной функции принимаемого многолучевого и опорного сигналов, соединен с первым входом первого оперативного запоминающего устройства, второй вход которого является входом управления считыванием значений корреляционной функции из оперативного запоминающего устройства и соединен с первым выходом блока управления, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом блока определения задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, второй вход которого является входом управляения и соединен со вторым выходом блока управления, выход блока определения задержки максимума корреляционной функции, который является выходом временной задержки первого максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, соединен с первым входом второго оперативного запоминающего устройства, второй вход которого является управляющим и соединен с третьим выходом блока управления, выход второго оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, который является входом значений сдвига максимума корреляционной функции, второй вход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала является входом управления и соединен с четвертым выходом блока управления, выход блока определения минимальной задержки максимума корреляционной функции многолучевого сигнала, который является выходом значений минимальной задержки корреляционной функции, соединен с первым входом блока определения срединего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции, второй вход которого является входом управления и соединен с пятым выходом блока управления, выход блока определения среднего значения минимальной задержки максимума корреляционной функции является выходом устройства, кроме того, четвертый вход сканирующих корреляторов, который является входом управления интервалом накопления принимаемого сигнала, соединен с седьмым выходом приемника, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с шестым выходом приемника, который является выходом управления обработкой выходных сигналов сканирующих корреляторов.2. A device for determining the delay of the direct beam when receiving a multipath signal, comprising a receiver, scanning correlators, a clock, a pseudo-random sequence generator, while the first and second outputs of the receiver, which are the outputs of the in-phase and quadrature signals, are connected respectively to the first and second inputs of the scanning correlators, the third output of the receiver, which is the output of the reference clock pulses, is connected to the first input of the clock generator, the second input is the generator the clock pulse generator, which is the control input, is connected to the fourth output of the receiver, the output of the clock generator is connected to the clock input of the pseudo-random sequence generator, the control input of which is connected to the fifth output of the receiver, the third input of the scanning correlators, which is the reference signal input, is connected to the output of the pseudo-random sequence generator, characterized in that the first random access memory, a determination unit, is additionally introduced the delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the second random access memory, the control unit, the unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, the output of the scanning correlators, which is the output of the values of the correlation function of the received multipath and reference signals connected to the first input of the first operational memory a device, the second input of which is a control input for reading the values of the correlation function from the random access memory and connected to the first output of the control unit, the output of the first random access memory is connected to the first input of the maximum delay unit for determining the correlation function of the multipath signal, the second input of which is the control input and connected to the second output of the control unit, the output of the unit for determining the delay of the maximum correlation function, which is is the time delay output of the first maximum of the multipath correlation function, connected to the first input of the second random access memory, the second input of which is control and connected to the third output of the control unit, the output of the second random access memory is connected to the first input of the minimum delay maximum correlation function determination unit of the multipath signal, which is the input of the maximum shift values of the correlation function, the second input of the determination unit the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal is the control input and connected to the fourth output of the control unit, the output of the unit for determining the minimum delay of the maximum correlation function of the multipath signal, which is the output of the values of the minimum delay of the correlation function, is connected to the first input of the block for determining the average value of the minimum delay of the maximum correlation function, the second input of which is the control input and is connected to the fifth output of the unit the output of the unit for determining the average value of the minimum delay of the maximum of the correlation function is the output of the device, in addition, the fourth input of the scanning correlators, which is the control input of the accumulation interval of the received signal, is connected to the seventh output of the receiver, the output of the clock generator is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the sixth output of the receiver, which is the output of the control processing the output signals of the scanning correlators.
RU2002116012/09A 2002-06-18 2002-06-18 Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal RU2235438C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002116012/09A RU2235438C2 (en) 2002-06-18 2002-06-18 Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002116012/09A RU2235438C2 (en) 2002-06-18 2002-06-18 Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002116012A RU2002116012A (en) 2004-02-10
RU2235438C2 true RU2235438C2 (en) 2004-08-27

Family

ID=33412543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002116012/09A RU2235438C2 (en) 2002-06-18 2002-06-18 Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2235438C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115457970B (en) * 2022-09-06 2023-04-21 安徽大学 Echo cancellation method and system in automatic driving vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002116012A (en) 2004-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6373434B1 (en) Distance detecting method and its apparatus
KR100966773B1 (en) Method for open loop tracking gps signals
US7142589B2 (en) Global positioning system code phase detector with multipath compensation and method for reducing multipath components associated with a received signal
US7068704B1 (en) Embedded chirp signal for position determination in cellular communication systems
US7617731B2 (en) Ultrasonic measuring apparatus and ultrasonic measuring method
EP1376150B1 (en) Radio positioning system using interference cancellation
EP1052786A1 (en) Receiver for pseudo-noise signals from satellite radio-navigation systems
JP3600459B2 (en) Method and apparatus for estimating direction of arrival of radio wave
CN105099498A (en) System and method for capturing spread-spectrum signals
RU2248584C2 (en) Method for location of source of radio-frequency radiations
EP0887946B1 (en) Synchronous capture circuit for code division multiple access communication
US7386066B2 (en) Method and device for detecting pulses of an incident pulse signal of the ultra wideband type
JP2003530002A (en) System and method for using multiple correlator receivers in an impulse radio system
CN113424074A (en) Run time measurement based on frequency switching
EP1230754A1 (en) Method and apparatus for estimating a channel parameter
US7474994B2 (en) System and method for wireless signal time of arrival
RU2235438C2 (en) Method and device for determining first beam delay in receiving multibeam signal
RU2245603C2 (en) Method and device for evaluating direct beam delay in multibeam signal reception
KR20220083622A (en) Doppler ranging system
US20090180520A1 (en) Positioning apparatus
EP1490705B1 (en) Determination of a composite peak position in the presence of a doppler shift
JP2000050343A (en) Method for detecting position of mobile station and position detection system for base station and mobile station
CN112104390A (en) Rapid capturing method based on GPS pulse per second
GB2267623A (en) Radio frequency ranging apparatus
JPH0560854A (en) Transmitter position measuring system, transmission method, and reception method

Legal Events

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

Effective date: 20180619