RU2640731C1 - Method of digital clock synchronization - Google Patents
Method of digital clock synchronization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640731C1 RU2640731C1 RU2017111423A RU2017111423A RU2640731C1 RU 2640731 C1 RU2640731 C1 RU 2640731C1 RU 2017111423 A RU2017111423 A RU 2017111423A RU 2017111423 A RU2017111423 A RU 2017111423A RU 2640731 C1 RU2640731 C1 RU 2640731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binary
- fronts
- phases
- distribution
- histogram
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам тактовой синхронизации цифровых сигналов при передаче дискретных сообщений по проводным каналам связи и радиоканалам.The invention relates to methods for clock synchronization of digital signals when transmitting discrete messages over wired communication channels and radio channels.
При передаче сигнала по каналам связи возможны искажения из-за воздействия помех, многолучевого распространения радиоволн и других причин. Искажения приводят к возникновению дроблений и искажений краев двоичных посылок на выходе демодулятора, которые создают ложные фронты посылок. При восстановлении сообщений ложные фронты могут приводить к ошибочным двоичным посылкам. Задачей тактовой цифровой синхронизации является определение фаз фронтов неискаженных посылок. Это позволяет затем правильно восстановить двоичные посылки. Точное определение фронтов неискаженных посылок уменьшает вероятность ошибки и повышает вероятность доведения сообщения.When transmitting a signal over communication channels, distortion is possible due to the effects of interference, multipath propagation of radio waves and other reasons. Distortion leads to the appearance of crushing and distortion of the edges of the binary packages at the output of the demodulator, which create false edges of the packages. When recovering messages, false edges can lead to erroneous binary messages. The task of digital clock synchronization is to determine the phases of the fronts of undistorted packages. This then allows you to correctly restore binary premises. Accurate determination of the edges of undistorted parcels reduces the likelihood of error and increases the likelihood of delivering a message.
К способам тактовой цифровой синхронизации часто предъявляют довольно противоречивые требования - высокая точность или достоверность синхронизации, малое время вхождения в синхронизм, сохранение синхронизма при перерывах связи, незначительная зависимость от качества канала связи и другие. В предлагаемом способе для определения фронтов неискаженных посылок используется статистический подход, заключающийся в построении гистограммы распределения фронтов посылок, поступивших с выхода демодулятора в скользящем окне приема, и принятии наиболее вероятного решения по гистограмме распределения фронтов. Такой подход повышает точность определения фронтов неискаженных посылок, а изменение длины скользящего окна позволяет выбрать наиболее рациональное соотношение между достоверностью принятия решения и временем или оперативностью его принятия. Это увеличивает точность решения о положении фронтов неискаженных двоичных посылок в каналах связи низкого качества и в нестационарных каналах с группированием ошибок. Способ может найти применение в адаптивных радиолиниях, в которых параметры обработки входного сигнала автоматически и целенаправленно изменяют в зависимости от уровня искажений и дроблений посылок, то есть от качества канала связи. Способ основан на принудительной синхронизации по рабочей или информационной последовательности, передаваемой по каналу связи.The methods of digital clock synchronization often have rather contradictory requirements - high accuracy or reliability of synchronization, short time to enter synchronism, maintaining synchronism during communication interruptions, insignificant dependence on the quality of the communication channel, and others. In the proposed method for determining the fronts of undistorted parcels, a statistical approach is used, which consists in constructing a histogram of the distribution of the fronts of parcels received from the output of the demodulator in a sliding reception window, and making the most probable decision on the histogram of the distribution of fronts. This approach improves the accuracy of determining the fronts of undistorted parcels, and changing the length of the sliding window allows you to choose the most rational ratio between the reliability of the decision and the time or speed of its adoption. This increases the accuracy of the decision on the position of the fronts of undistorted binary messages in low-quality communication channels and in non-stationary channels with error grouping. The method can find application in adaptive radio lines in which the input signal processing parameters are automatically and purposefully changed depending on the level of distortion and fragmentation of the packages, that is, on the quality of the communication channel. The method is based on forced synchronization of a working or information sequence transmitted over a communication channel.
Известен способ цифровой тактовой синхронизации, при котором сначала определяется фаза фронтов двоичных посылок, затем каждому фронту принятых двоичных посылок сопоставляется колебание, частота которого равна частоте поступления двоичных посылок. Сумма сформированных колебаний поступает на вход узкополосного фильтра, который выделяет основную гармонику частоты поступления двоичных посылок. Фаза выделенной гармоники является оценкой фазы фронтов неискаженных двоичных посылок. [Передача дискретных сообщений. Шувалов В.П., Захарченко Н.В., Шварцман В.О. и др. - М.: - Радио и связь. - 1990. - с. 339-341].A known method of digital clock synchronization, in which the phase of the edges of the binary packages is first determined, then each edge of the received binary packages is associated with an oscillation whose frequency is equal to the frequency of the binary packages. The sum of the generated oscillations goes to the input of a narrow-band filter, which selects the main harmonic of the frequency of arrival of binary packages. The phase of the extracted harmonic is an estimate of the phase of the edges of the undistorted binary premises. [Transmission of discrete messages. Shuvalov V.P., Zakharchenko N.V., Shvartsman V.O. and others. - M.: - Radio and communications. - 1990. - p. 339-341].
Недостатком этого способа является потеря фазы фронтов неискаженных двоичных посылок при кратковременных перерывах связи, а также высокие требования к полосе частот узкополосного фильтра и к стабильности тактовых генераторов на передающей и приемной сторонах.The disadvantage of this method is the loss of the phase of the fronts of the undistorted binary bursts during short interruptions in communication, as well as the high requirements for the frequency band of the narrow-band filter and the stability of the clocks on the transmitting and receiving sides.
Известен также способ цифровой тактовой синхронизации, при котором на выходе демодулятора сначала определяют фронты двоичных посылок, по которым затем формируют короткие импульсы. Эти импульсы далее сравнивают с синхроимпульсами, и сигналы расхождения между синхроимпульсами и принимаемыми двоичными посылками усредняют по последовательности двоичных посылок, и затем в зависимости от величины усредненных сигналов расхождения добавляют или исключают синхроимпульсы, подстраивая фазу синхроимпульсов под фазу фронтов двоичных посылок (Скляр Бернард Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. - М.: Издательский дом Вильямс. - 2003. - с. 648-650).A method of digital clock synchronization is also known, in which the fronts of binary packets are first determined at the output of the demodulator, by which then short pulses are formed. These pulses are then compared with clock pulses, and the discrepancy signals between the clock pulses and the received binary bursts are averaged over the sequence of binary bursts, and then, depending on the size of the averaged discrepancy signals, the clock pulses are added or eliminated, adjusting the phase of the clock pulses to the phase of the edges of the binary bursts (Sklyar Bernardnaya Digital. Theoretical Foundations and Practical Application, Translated from English - Moscow: Williams Publishing House - 2003. - pp. 648-650).
Недостатками этого способа являются чрезмерно большое время установления синхронизации и недостаточное время поддержания синхронизации при перерывах связи. Частично указанные недостатки могут быть ослаблены, например введением переменного шага коррекции фазы и специальной системы отключения коррекции фазы в периоды замираний.The disadvantages of this method are the excessively long time to establish synchronization and insufficient time to maintain synchronization during communication interruptions. Partially indicated disadvantages can be mitigated, for example, by introducing a variable phase correction step and a special system for switching off phase correction during fading periods.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ (прототип) цифровой тактовой синхронизации, при котором сначала по сигналам на выходе демодулятора определяют фазы фронтов принятых двоичных посылок, значения которых преобразуют в цифровую форму и последние n фаз фронтов двоичных посылок запоминают. Затем эти n фаз фронтов двоичных посылок анализируют по статистическому критерию, выносят решение о наличии или отсутствии сигнала в канале связи и вырабатывают оценку фазы фронтов неискаженных двоичных посылок. Далее в соответствии с этой оценкой формируют синхроимпульсы, фаза которых совпадает с оценкой фазы фронтов неискаженных двоичных посылок, а период следования синхроимпульсов совпадает с длительностью принимаемых двоичных посылок. (Побережский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. - М.: Радио и связь. - 1987. - с. 123-125).Closest to the proposed method is a method (prototype) of digital clock synchronization, in which first the phases of the edges of the received binary packages are determined by the signals at the output of the demodulator, the values of which are converted to digital form and the last n phases of the edges of the binary packages are stored. Then, these n phases of the fronts of binary packages are analyzed according to a statistical criterion, make a decision on the presence or absence of a signal in the communication channel, and develop an estimate of the phase of the fronts of the undistorted binary packages. Further, in accordance with this estimate, clock pulses are formed, the phase of which coincides with the phase estimate of the fronts of the undistorted binary packets, and the repetition period of the clock coincides with the duration of the received binary packets. (Poberezhsky E.S. Digital radio receivers. - M .: Radio and communications. - 1987. - p. 123-125).
Недостатком этого способа является недостаточная достоверность и оперативность установления тактовой синхронизации из-за невозможности принимать решения в условиях недостаточного числа фронтов двоичных посылок или при замираниях сигнала в канале связи. Недостатком также является большое число вычислительных операций при оценке фазы фронтов неискаженных двоичных посылок по статистическому критерию, например по критерию Неймана - Пирсона.The disadvantage of this method is the lack of reliability and speed of establishing clock synchronization due to the inability to make decisions in conditions of an insufficient number of fronts of binary messages or when the signal fades in the communication channel. The disadvantage is the large number of computational operations in assessing the phase of the fronts of undistorted binary premises according to a statistical criterion, for example, according to the Neumann-Pearson criterion.
Целью изобретения является повышение точности и оперативности установления тактовой синхронизации за счет анализа фаз фронтов входных двоичных посылок по критерию наибольшей вероятности положения этих фронтов на гистограмме распределения фронтов. Также целью является уменьшение вычислительной сложности способа.The aim of the invention is to improve the accuracy and efficiency of establishing clock synchronization by analyzing the phases of the edges of the input binary parcels according to the criterion of the highest probability of the position of these fronts in the histogram of the distribution of fronts. Another goal is to reduce the computational complexity of the method.
Для достижения цели предложен способ цифровой тактовой синхронизации, при котором сначала по сигналам на выходе демодулятора определяют фазы фронтов принятых двоичных посылок, значения которых преобразуют в цифровую форму и последние n фаз фронтов двоичных посылок запоминают. Затем эти n фаз фронтов двоичных посылок анализируют по статистическому критерию, выносят решение о наличии или отсутствии сигнала в канале связи и вырабатывают оценку фазы фронтов неискаженных двоичных посылок. Далее в соответствии с этой оценкой формируют синхроимпульсы, фаза которых совпадает с оценкой фазы фронтов неискаженных двоичных посылок, а период следования синхроимпульсов совпадает с длительностью принимаемых двоичных посылок. Новым является то, что при запоминании последних n фаз фронтов двоичных посылок строят гистограмму распределения этих n фаз фронтов двоичных посылок. При построении гистограммы распределения фаза последнего фронта двоичных посылок с выхода демодулятора добавляется в гистограмму распределения, а фаза фронта двоичных посылок предшествующего n фронтам посылок перед последним фронтом удаляется из гистограммы распределения. Затем в скользящем окне длины k последовательных фаз фронтов посылок подсчитывают площадь под гистограммой распределения, начиная с начального положения скользящего окна и заканчивая последним на гистограмме положением скользящего окна с учетом циклической нумерации отсчетов фаз фронтов двоичных посылок. Полученные значения площадей под гистограммой сравнивают между собой по величине и выбирают положение скользящего окна, при котором достигается максимальная величина значения площади под гистограммой распределения и далее оценкой фазы фронтов неискаженных двоичных посылок считают среднее значение фаз фронтов двоичных посылок скользящего окна длины k последовательных фаз фронтов посылок с максимальной величиной площади под гистограммой распределения фронтов. При этом решение о наличии сигнала в канале связи принимают при мономодальном распределении гистограммы распределения фаз фронтов двоичных посылок, в противном случае считают, что сигнал в канале связи отсутствует. Причем длину окна из k последовательных фаз фронтов двоичных посылок выбирают в зависимости от величины дисперсии распределения фаз фронтов двоичных посылок по гистограмме распределения, при возрастании дисперсии распределения фаз фронтов двоичных посылок длину окна k последовательных фаз фронтов двоичных посылок увеличивают, а при уменьшении - сокращают. При этом для построения гистограммы распределения последних n фаз фронтов двоичных посылок содержимое памяти по адресу памяти, равному последней фазе фронта двоичной посылки, увеличивают на 1, а содержимое памяти по адресу памяти, равному фазе фронта двоичной посылки, предшествующей n фазам фронтов двоичных посылок, уменьшают на 1.To achieve the goal, a digital clock synchronization method is proposed, in which first the phases of the edges of the received binary packages are determined by the signals at the output of the demodulator, the values of which are converted to digital form and the last n phases of the edges of the binary packages are stored. Then, these n phases of the fronts of binary packages are analyzed according to a statistical criterion, make a decision on the presence or absence of a signal in the communication channel, and develop an estimate of the phase of the fronts of the undistorted binary packages. Further, in accordance with this estimate, clock pulses are formed, the phase of which coincides with the phase estimate of the fronts of the undistorted binary packets, and the repetition period of the clock coincides with the duration of the received binary packets. New is that when memorizing the last n phases of the fronts of binary packages, a histogram of the distribution of these n phases of the fronts of binary packages is constructed. When constructing a distribution histogram, the phase of the last edge of binary packages from the output of the demodulator is added to the distribution histogram, and the phase of the front of binary premises preceding n edges of the premises in front of the last edge is removed from the distribution histogram. Then, in the sliding window of length k of successive phases of the front edges of the parcels, the area under the distribution histogram is calculated, starting from the initial position of the sliding window and ending with the last position of the sliding window on the histogram, taking into account the cyclic numbering of phase samples of the fronts of the binary premises. The obtained values of the areas under the histogram are compared with each other in magnitude and the position of the sliding window is selected at which the maximum value of the area under the distribution histogram is achieved and then the phase value of the fronts of the binary premises of the moving window of length k of consecutive phases of the fronts of the packages with the maximum area under the histogram of the distribution of fronts. In this case, the decision on the presence of a signal in the communication channel is made with the monomodal distribution of the histogram of the distribution of the phases of the fronts of binary packages, otherwise it is considered that the signal in the communication channel is absent. Moreover, the window length from k consecutive phases of the fronts of binary parcels is selected depending on the variance of the distribution of the phases of the fronts of binary parcels according to the distribution histogram, with an increase in the variance of the distribution of the phases of the fronts of binary parcels, the window length of k consecutive phases of the fronts of the binary parcels is increased, and when reduced, it is reduced. In this case, to construct a histogram of the distribution of the last n phases of the edges of binary packages, the memory contents at the memory address equal to the last phase of the binary package front are increased by 1, and the contents of the memory at the memory address equal to the phase of the binary package front preceding n phases of the binary package edges are reduced by 1.
Предлагаемый способ цифровой тактовой синхронизации реализуется следующим образом.The proposed method of digital clock synchronization is implemented as follows.
Система связи включает в себя передающую и приемную стороны и канал связи, по которому передают сигнал, соответствующий цифровому сообщению. На приемной стороне цифровая тактовая синхронизация выполняется по сигналу с выхода порогового элемента демодулятора. Сначала сигнал на выходе порогового элемента демодулятора преобразуется в цифровую форму. Для этого длительность T одной двоичной посылки делится на m временных интервалов длительности τ(τ<Т). В пределах каждого интервала принимается решение о его полярности. Итак, двоичная посылка на выходе демодулятора задается m отсчетами в течение ее длительностиA communication system includes transmitting and receiving sides and a communication channel through which a signal corresponding to a digital message is transmitted. At the receiving side, digital clock synchronization is performed by a signal from the output of the threshold element of the demodulator. First, the signal at the output of the threshold element of the demodulator is converted to digital form. For this, the duration T of one binary package is divided into m time intervals of duration τ (τ <T). Within each interval, a decision is made on its polarity. So, the binary premise at the output of the demodulator is given by m samples during its duration
Для достаточно точного задания двоичной посылки число отсчетов в течение посылки обычно не превышает величины m=16…24.For a sufficiently accurate definition of a binary premise, the number of samples during a parcel usually does not exceed m = 16 ... 24.
Фронтом двоичной посылки является переход сигнала из уровня логического 0 в уровень логической 1 и обратно. Положение интервала в пределах посылки задается его фазой, значение которой может принимать значения ϕi=0, τ/m, 2τ/m,…,(m-1)τ/m. Фаза фронта равна ϕi, если справедливоThe front of the binary premise is the transition of the signal from
то есть при переходе от i-го отсчета к i+1-му отсчету происходит изменение уровня сигнала. Истинные фронты соответствуют границам неискаженных двоичных посылок, а ложные фронты - смене полярности внутри посылки. Ложные фронты чаще всего возникают в результате краевых искажений и дроблений двоичных посылок.that is, when switching from the i- th sample to the i + 1 -th sample, the signal level changes. True fronts correspond to the boundaries of undistorted binary premises, and false fronts correspond to a change in polarity inside the package. False fronts most often arise as a result of edge distortion and fragmentation of binary premises.
Пусть на длине N посылок получено n фронтов с координатамиLet n fronts with coordinates be received over the length of N packages
которые будем называть фазами фронтов.which we will call the phases of the fronts.
Фазы ложных фронтов из-за случайного характера искажений в канале связи также являются случайными величинами. Случайная величина фаз фронтов описывается гистограммой Р(ϕ) распределения частот фаз фронтов. Гистограмма является аппроксимацией плотности распределения случайной величины и площадь под кривой плотности распределения будет равна 1. Для построения такой гистограммы определяют частоты появления фаз фронтов. В описываемом способе при построении гистограммы для упрощения используется итеративная процедура. Гистограмму строят в памяти, содержащей m запоминающих ячеек по числу различных возможных фаз фронтов. Для построения гистограммы распределения последних n фаз фронтов двоичных посылок содержимое памяти по адресу памяти, равному последней фазе фронта ϕj двоичной посылки, увеличивают на 1, а содержимое памяти по адресу памяти, равному фазе фронта двоичной посылки, предшествующей n фазам фронтов ϕi двоичных посылок, уменьшают на 1. В начальный момент времени память обнуляется и считается, что предшествующие фазы фронтов отсутствуют и содержимое памяти не уменьшаем. Таким образом, в ячейках памяти после прихода n фаз фронтов двоичных посылок будут записаны значения, величины которых пропорциональны частоте фаз фронтов двоичных посылок, то есть будет записана гистограмма распределения фаз фронтов. При поступлении следующих фронтов гистограмма будет корректироваться и соответствовать текущему моменту времени.Phases of false fronts due to the random nature of distortions in the communication channel are also random variables. The random value of the phases of the fronts is described by a histogram P (ϕ) of the frequency distribution of the phases of the fronts. The histogram is an approximation of the distribution density of a random variable and the area under the distribution density curve will be 1. To construct such a histogram, the frequencies of the appearance of the phases of the fronts are determined. In the described method, when constructing a histogram, an iterative procedure is used to simplify. A histogram is built in the memory containing m storage cells according to the number of different possible phases of the fronts. To build a histogram of the distribution of the last n phases of the edges of the binary packages, the memory contents at the memory address equal to the last phase of the front of the binary package ϕj are increased by 1, and the memory contents at the memory address equal to the phase of the front of the binary package preceding the n phases of the edges of the binary packages ϕi are reduced by 1. At the initial time, the memory is reset and it is believed that the previous phases of the fronts are absent and the contents of the memory are not reduced. Thus, in the memory cells after the arrival of n phases of the edges of the binary parcels, values will be recorded whose values are proportional to the frequency of the phases of the fronts of the binary parcels, that is, a histogram of the distribution of the phases of the fronts will be recorded. Upon receipt of the following fronts, the histogram will be adjusted and correspond to the current time.
Затем, в скользящем окне длины k последовательных фаз фронтов посылок подсчитывают площадь под гистограммой распределения, начиная с начального или нулевого положения скользящего окна и заканчивая последним положением начала скользящего окна с учетом циклической нумерации отсчетов фаз фронтов двоичных посылок. Полученные значения площадей под гистограммой сравнивают между собой по величине и выбирают положение скользящего окна, при котором достигается максимальная величина значения площади под гистограммой распределения и далее оценкой фазы фронтов неискаженных двоичных посылок считают среднее значение фаз фронтов двоичных посылок скользящего окна длины k последовательных фаз фронтов посылок с максимальной величиной площади под гистограммой распределения. Гистограмма Р(ϕ) распределения фаз фронтов и выбор оценки фазы фронтов ϕg неискаженных двоичных посылок по гистограмме иллюстрируются на фигуре. Обычно k выбирают в диапазоне m/3<k<m/2. Таким образом, в качестве оценки фазы выбирается фаза ϕg=ϕi, обеспечивающая максимум выраженияThen, in a sliding window of length k of successive phases of the edges of the parcels, the area under the distribution histogram is calculated, starting from the initial or zero position of the sliding window and ending with the last position of the beginning of the sliding window, taking into account the cyclic numbering of phase samples of the fronts of the binary parcels. The obtained values of the areas under the histogram are compared with each other in magnitude and the position of the sliding window is selected at which the maximum value of the area under the distribution histogram is achieved and then the phase value of the fronts of the binary premises of the moving window of length k of consecutive phases of the fronts of the packages with the maximum area under the distribution histogram. The histogram P (ϕ) of the phase distribution of the fronts and the choice of estimating the phase of the fronts ϕg of undistorted binary premises by the histogram are illustrated in the figure. Typically, k is selected in the range m / 3 <k <m / 2 . Thus, the phase ϕg = ϕi , which provides the maximum expression
где фазы считаются расположенными в циклическом порядке, т.е. номера фаз i приводятся по модулю m.where the phases are considered to be arranged in a cyclic order, i.e. phase numbers i are given modulo m .
В каналах относительно хорошего качества в основном будут фронты неискаженных двоичных посылок, которые на гистограмме распределения фаз фронтов образуют явно выраженный экстремум. Поэтому, решение о наличии сигнала в канале связи принимают при мономодальном распределении гистограммы распределения фаз фронтов двоичных посылок, в противном случае считают, что сигнал в канале связи отсутствует.In channels of relatively good quality, there will mainly be fronts of undistorted binary packages, which form a pronounced extremum on the histogram of the distribution of the phases of the fronts. Therefore, the decision on the presence of a signal in the communication channel is made with the monomodal distribution of the histogram of the distribution of the phases of the fronts of binary packages, otherwise it is considered that the signal in the communication channel is absent.
При ухудшении качества канала число ложных фронтов возрастает, и гистограмма распределения не будет иметь явно выраженного экстремума в области фазы фронтов неискаженных двоичных посылок. В этом случае длину окна из k последовательных фаз фронтов двоичных посылок следует корректировать в зависимости от статистических параметров гистограммы распределения. Дисперсия распределения фаз фронтов выражается формулойIf the channel quality deteriorates, the number of false fronts increases, and the distribution histogram will not have a pronounced extremum in the phase region of the fronts of undistorted binary premises. In this case, the window length of k consecutive phases of the edges of the binary packages should be adjusted depending on the statistical parameters of the distribution histogram. The dispersion of the distribution of the phases of the fronts is expressed by the formula
При более пологой гистограмме распределения фаз фронтов дисперсия распределения возрастает, при более крутой - уменьшается. Поэтому длину окна из k последовательных фаз фронтов двоичных посылок выбирают в зависимости от величины дисперсии распределения фаз фронтов двоичных посылок по гистограмме распределения, при возрастании дисперсии распределения фаз фронтов двоичных посылок длину окна k последовательных фаз фронтов двоичных посылок увеличивают, а при уменьшении - сокращают. Таким образом, за счет изменения длины скользящего окна управление тактовой синхронизацией выполняется в замкнутом контуре. Это позволяет с большей точностью и за меньшее время определять положение фаз фронтов неискаженных посылок при изменении качества канала связи.With a flatter histogram of the distribution of the phases of the fronts, the dispersion of the distribution increases, with a steeper it decreases. Therefore, the window length from k consecutive phases of the fronts of binary packages is selected depending on the variance of the distribution of the phases of the fronts of binary parcels according to the distribution histogram; as the variance of the distribution of the phases of the fronts of binary parcels increases, the window length of k consecutive phases of the fronts of binary parcels increases, and when it decreases, it is reduced. Thus, by changing the length of the sliding window, clock synchronization is controlled in a closed loop. This allows you to more accurately and in less time determine the position of the phases of the fronts of the undistorted parcels when changing the quality of the communication channel.
Построение гистограммы распределения фаз фронтов осуществляется в оперативной памяти. При этом выполняются простейшие операции увеличения содержимого памяти по определенному адресу на 1 или уменьшение содержимого памяти на 1. Для определения площади под гистограммой требуется выполнение только операций суммирования некоторых величин. Сравнение площадей также является несложной операцией. Поэтому определение наиболее вероятного положения фаз фронтов под гистограммой не требует больших вычислительных затрат, в отличие от известных статистических критериев Неймана-Пирсона, Стьюдента, критерия χ2 и других, которые требуют вычисления довольно сложных математических функций.The construction of a histogram of the distribution of the phases of the fronts is carried out in RAM. In this case, the simplest operations are performed to increase the contents of the memory at a specific address by 1 or decrease the contents of the memory by 1. To determine the area under the histogram, only the operations of summing some values are required. Comparing the area is also a simple operation. Therefore, the determination of the most probable position of the phases of the fronts under the histogram does not require large computational costs, in contrast to the well-known statistical criteria of Neumann-Pearson, Student, criterion χ 2 and others, which require the calculation of rather complex mathematical functions.
После определения фазы фронтов неискаженных двоичных 'посылок восстановление может осуществляться одним из известных методов, например методом укороченного контакта, методом интегрального приема или методом интегрального приема в скользящем окне заданной длины.After determining the phase of the fronts of the undistorted binary packages, the restoration can be carried out by one of the known methods, for example, by the method of shortened contact, by the method of integral reception or by the method of integral reception in a sliding window of a given length.
Преимуществом предложенного способа является повышение точности и оперативности установления тактовой синхронизации цифровых сигналов, поскольку способ использует наиболее вероятную оценку положения фазы фронтов неискаженных двоичных посылок на гистограмме распределения фаз фронтов. При этом изменение длины скользящего окна, в котором определяется положение фазы фронтов неискаженных посылок, позволяет подстраиваться под изменение качества канала связи. Для реализации способа требуется выполнение простейших арифметических операций, что снижает требования к вычислительным ресурсам для реализации способа.The advantage of the proposed method is to increase the accuracy and efficiency of establishing the clock synchronization of digital signals, since the method uses the most probable estimate of the phase position of the fronts of undistorted binary packages on the histogram of the distribution of the phases of the fronts. In this case, a change in the length of the sliding window, in which the phase position of the fronts of the undistorted parcels is determined, allows you to adapt to the change in the quality of the communication channel. For the implementation of the method requires the implementation of simple arithmetic operations, which reduces the requirements for computing resources for the implementation of the method.
Достигаемым техническим результатом способа тактовой цифровой синхронизации является повышение точности и оперативности установления тактовой синхронизации цифровых сигналов, а также уменьшение вычислительной сложности реализации способа.The technical result achieved by the method of digital clock synchronization is to increase the accuracy and efficiency of establishing the clock synchronization of digital signals, as well as to reduce the computational complexity of implementing the method.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111423A RU2640731C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Method of digital clock synchronization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111423A RU2640731C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Method of digital clock synchronization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640731C1 true RU2640731C1 (en) | 2018-01-11 |
Family
ID=68235539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017111423A RU2640731C1 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Method of digital clock synchronization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640731C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2693196C1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-07-01 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Digital clocking synchronization method |
| CN114754703A (en) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 安徽大学 | Three-dimensional measurement method and system based on color grating |
| RU2779399C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Digital clock synchronization method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081453C1 (en) * | 1989-03-31 | 1997-06-10 | Юнайтед Парсел Сервис оф Америка, Инк. | Scanning device which reads and decodes label and label to be read by said device |
| US6002728A (en) * | 1997-04-17 | 1999-12-14 | Itt Manufacturing Enterprises Inc. | Synchronization and tracking in a digital communication system |
| US6038267A (en) * | 1996-01-26 | 2000-03-14 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Digital demodulator, maximum-value selector, and diversity receiver |
| WO2016153911A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Digimarc Corporation | Sparse modulation for robust signaling and synchronization |
-
2017
- 2017-04-04 RU RU2017111423A patent/RU2640731C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081453C1 (en) * | 1989-03-31 | 1997-06-10 | Юнайтед Парсел Сервис оф Америка, Инк. | Scanning device which reads and decodes label and label to be read by said device |
| US6038267A (en) * | 1996-01-26 | 2000-03-14 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Digital demodulator, maximum-value selector, and diversity receiver |
| US6002728A (en) * | 1997-04-17 | 1999-12-14 | Itt Manufacturing Enterprises Inc. | Synchronization and tracking in a digital communication system |
| US6052423A (en) * | 1997-04-17 | 2000-04-18 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Synchronization and tracking in a digital communication system |
| WO2016153911A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Digimarc Corporation | Sparse modulation for robust signaling and synchronization |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ПОБЕРЕЖСКИЙ Е.С. Цифровые радиоприемные устройства, Москва, Радио и связь, 1987, стр. 123-125. * |
| ШУВАЛОВ В.П. и др. Передача дискретных сообщений, Москва, Радио и связь, 1990, стр. 339-341. СКЛЯР БЕРНАРД. Цифровая связь, теоретические основы и практическое применение. Перевод с английского, Москва, Издательский дом Вильямс, 2003, стр. 633-650. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2693196C1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-07-01 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Digital clocking synchronization method |
| RU2779399C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-09-06 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Digital clock synchronization method |
| CN114754703A (en) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 安徽大学 | Three-dimensional measurement method and system based on color grating |
| CN114754703B (en) * | 2022-04-19 | 2024-04-19 | 安徽大学 | Three-dimensional measurement method and system based on color grating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7848384B2 (en) | Device and method for ultrawideband reception using a super-regenerative detector | |
| RU2640731C1 (en) | Method of digital clock synchronization | |
| EP0399845B1 (en) | Rapid receiver signal strength indication | |
| JP2021521716A (en) | Interference detection and suppression in uncoordinated systems | |
| CN102546061A (en) | Self-adaptive time-frequency hole detection method based on wavelet transformation | |
| CN112003803B (en) | Detection and reception equipment for VHF and UHF band aviation radio station signals | |
| CN102645589A (en) | Pulse detection method and system | |
| CN108736921B (en) | Power line carrier communication preamble detection method for resisting random impulse noise | |
| Savaux et al. | Simple asymptotic BER expressions for LoRa system over rice and Rayleigh channels | |
| EP1125275A1 (en) | Background energy estimation | |
| CN114611542A (en) | Signal noise reduction processing method and communication device | |
| CN108039182B (en) | Voice activation detection method | |
| RU2425394C2 (en) | Method of detecting distorted pulsed signals | |
| US5850438A (en) | Transmission system with improved tone detection | |
| RU2693196C1 (en) | Digital clocking synchronization method | |
| US11664837B2 (en) | Mitigating strong non-Gaussian interference in SS receivers | |
| TWI779247B (en) | Packet detection method and communication device | |
| CN104270328A (en) | Method for estimating signal-to-noise ratio in real time | |
| CN110190920B (en) | Reference signal extraction method and system based on minimum mean square error cancellation algorithm | |
| RU2779399C1 (en) | Digital clock synchronization method | |
| CN117938339B (en) | Self-adaptive capturing method and device for PPM signal guide code | |
| Dan et al. | A novel presence detector for burst signals based on the fluctuation of the correlation function | |
| CN115065370B (en) | Gain control method, device, equipment and medium | |
| JPH042026B2 (en) | ||
| CN117979423B (en) | Positioning method, positioning device, electronic equipment and storage medium |