SU1075430A1 - Pseudorandom signal receiver - Google Patents

Abstract

ПРИЕШОЕ УСТРОЙСТВО ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные ста- . бильный енератор, измеритель периода импульсов коррел ции, преобразователь периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки, блок пам ти кода частотной расстройки , преобразователь код -напр жение, управл ющий элемент, генератор тактовых импульсов, прерыватель тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), первый перемножитель, первый фильтринтегратор и вычитатель, к второму входу которого подключен выход второго перемножител  через второй фильтр-интегратор, второй вход пер вого перемножител  и первый вход второго перемножител  объединены и . вл ютс  входом устройства; второй выход второго фильтра-интегра-, тора подсоединен к nepBOh4y входу анализатора, первый выход которого через преобразователь периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки подсоединен к своему второму входу, а второй - к третьему входу вычитатеп  и второму входу прерывател  тактовых импульсов , к третьему входу которого подключен второй выход генератора ПСП, третий выход которого подсоединён к второму входу второго перемножител  , а выход вычитател  подсоединен к второму входу управл ющего элемента, отличающеес   тем, что, с целью сокращени  времени вхождени  в синхронизм при значительной начашьной расстройке (Л тактовых частот, в него введ1ены последовательно соединенные формирователь ПСП с задержкой, сумматор по модулю два, третий перемножитель и третий фильтр-интегратор, выход которого подсоединен к дополнительному входу измерител  периода импульсов коррел ции, второй вход третьего перемножител  подклют чен к второму входу первого пере ел множител , вход формировател  ПСП с задержкой подключен кдополнительному выходу генератора ПСП, третий, 4 выход которого подсоединен к второму входу сумматора по Улодулю два. 00COMING DEVICE OF ALIAD SIGNALS containing series-connected. mobile generator, correlation pulse period meter, correlation pulse period converter to frequency detuning code, frequency detuning code memory block, code-voltage converter, control element, clock generator, clock pulse chopper, pseudo-random sequence generator (PRS) , the first multiplier, the first filter integrator and subtractor, to the second input of which the output of the second multiplier is connected via the second filter integrator, the second input of the first multiplier and the first input of the second multiplier is combined and. are input devices; The second output of the second filter integrator, the torus, is connected to the nepBOh4y input of the analyzer, the first output of which is connected via its transducer of the period of correlation pulses to the frequency detuning code to its second input, and the second output to the third input is read and the second input to the clock interruptor, to the third the input of which is connected to the second output of the PSP generator, the third output of which is connected to the second input of the second multiplier, and the output of the subtractor is connected to the second input of the control element, characterized by that, in order to reduce the time of entry into synchronism with significant initial detuning (L clock frequencies, serially connected delayed memory driver, modulo two, third multiplier and third filter integrator, the output of which is connected to the auxiliary pulse period meter input, are introduced into it the correlation, the second input of the third multiplier is connected to the second input of the first multiplier, the input of the SRP generator with a delay is connected to the additional output of the SRP generator, three tiy, 4 output of which is connected to the second input of the adder on Ullodul two. 00

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в системах св зи и радиолокации, использующих псевдослучайные последовательности большой длительности Известно устройство дл  приема псевдослучайных модулированных по задержке сигналов, содержащее лоследовательно соединенные- синхронны детектор, перемножитель, фильтр и решающий блок, последовательно соединенные беспоисковый приемник, формирователь импульсов, генератор меандра, фазовый детектор, дополнительный фильтр, индикатор захвата управл емый генератор, регистр сдви га, дешифратор и триггер, выход которого подсоединен к второму входу фазового детектора, имфровой дис :фиминатор, первый вход которого подключен к выходу синхронного дете тора, первый выход которого подсоединен к второму входу индикатора захвата, а второй выход - к второму входу управл емого генератора, при этом к информационным входам цифрового дискриминатора подключены соответствующие выходы регистра сдвига , дополнительные выходы которого подсоединены к соответствующим входам разностного усилител , выход которого подсоединен к второму входу перемножител , при этом вход синхронного детектора объединен с входом беспоискового приемника и  вл етс  входом устройства . Недостатком устройства дл  прием псевдослучайных модулированных по задержке сигналов  вл етс  уо, что сигнал дл  кольца грубой синхронизации выдел етс  беспоисковым при емником, который может работать только при больших отношени х сигна шум в полосе широкополосного сигнала , что снижает его эффективность Кроме того, в период ввода в синхронизм , необходимо передавать дискретную информацию, котора  при это не доходит к потребителю. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  приемное устройство псевдослучайных сигналов, содержащее последовательно соединенные стабильный reiwepaTOp измеритель периода импульсов коррел ции , преобразовател1з периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки, блок пам ти кода ча тотной расстройки, преобразователь код :- напр жение, управл ющий элемент , генератор тактовых импульсов, прерыватель тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), первый перемножитель , первый фильтр-интегратор и вычитатель, к второму входу которого подключен выход второго перемножител  через второй фильтринтегратор , второй вход первого перемножытел  и первый вход второго перемножител  объединены и  вл ютс  входом устройства, второй выход второго фильтра-интегратора подсоединен к первому входу анализатора , первый выход которого через преобразователь периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки подсоединен к своему второму входу, а второй выход анализатора подсоединен к третьему входу вычитател  и второму входу прерывател  тактовых импульсов, к третьему входу которого подключен второй выход генератора ПСП, третий выход которого подсоединен к. второму входу второго перемножител , а выход вычита ел  к второму входу управл ющего элемента Ш- ,. Недостатком данного приемного устройства псевдослучайных сигналов (пес)-  вл етс  большое врем  ввода в синхронизм ввиду большого периода следовани  импульсов коррел ции при дискретном циклическом скольжении ПСП. Так, например, при величине дискрета циклического сдвига , равной половине длительности элементарного символа ПСП, что обычно делаетс  на практике во избежание пропуска сигнала, период следовани  импульсов коррел ции оН едел етс  согласно выражени  Т 2ыЧо, где N - количество символов в пери оде ПСП; -о - длительность элементарного символа ПСП. Дл  обнаружени  сигнала по стабильности периода следовани  импульсов коррел ции анализатор должен использовать, по крайней мере, результаты измерений на двух периодах следовани  импульсов коррел ции . Следовательно, минимальное врем  ввода приемного устройства ПСС в синхронизм при большой расстройке тактовых частот равно 2Т. Цель изобретени  - сокращение времени вхождени  в синхронизм при значительной начальной расстройке тактовых частот. С этой целью в приемное устройство псевдослучайных сигналов, содержащее последовательно соединенные стабильный генератор, измеритель периода импульсов коррел ции , преобразователь периода импульсов коррел ции в код частотной расстрой.ки, блок пам ти кода частотной расстройки, преобразователь код-напр жение, управл ющий элемент, генератор тактовых импульсов, прерыватель тактовых импульсов, генерач тор ПСП, первый перемножитель, первый фильтр-интегратор и вычитатель , к второму входу которого подключен выход второго nepeheioжител  через второй фильтр-интегратор , второй вход первого перемно жител  и первый вход/второго перемножител  объединеныи  вл ютс  входом устройства, второй выход второго фильтра-интегратора подсое динен к первому входу анализатора, первый выход которого через преобразователь периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки подсоединен к своему второму входу а второй - к третьему входу вычитател  и второму входу прерывател  тактовых импульсов, к третьему вхо которого подключен второй выход ге нератор ПСП, третий выход которого подсоединен к второму входу второг перемножител , а выход вычитател  подсоединен к второму входу управл ющего элемента, введены последов тельно соединенные формирователь ПСП с задержкой, сумматор по модул два, третий перемножитель и третий фильтр-интегратор, выход которого подсоединен к дополнительному вход измерител  периода импульсов коррел ции , второй вход третьего пере мно ител  подключен к второму входу первого перемножител , вход формировател  ПСП с задержкой подключен к дополнительному выходу ге ратора ПСП,третий выход которого п соединен к второму входу сумматора по модулю два. На фиг.1 представлена структурн электрическа  схема приемного устройства пес; на фиг.2 - эпюры.по с н ющие работу устройства. Приемное устройство ПСС содержит генератор 1 ПСП, первый и второй перемножители 2 и 3, первый и второй фильтры-интеграторы 4 и 5 вычитатель 6, управл ющий элемент 7, генератор 8 тактовых импульсов прерыватель 9 тактовых им пульсов, стабильный генератор 10, измерительИ периода следовани  импульсов коррел ции, преобразовав тель 12 периода импульсов коррел ции в код частотной расстройки, блок 13 пам ти кода частотной расстройки , преобразователь 14 код напр жение , анализатор 15, третий перемножитель 16, третий фильт интегратор 17, формирователь 18 ПСП с задержкой и сумматор 19 по модулю два. Приемное устройство ПСС работае следующим образом. Входно.е ПСС (фиг.2а) поступает на входы перемножителей 2,3 и 16. Результат перемножени  входного сигнала в перемножител х 2 и 3 на опорные сигнгшы с выхода соседних разр дов генератора 1 ПСП после фильтрации фильтрами-интеграторами 4 и 5 nocTynaei; на вычитатель 6 и, кроме того, с выхода фильтраинтегратора 5 - на вход :ангшизатора 15. При отсутствии коррел ции между/входным и опорным сигналами анализатор 15 включает режим обнаружени  входного сигнала. При этом включаетс  прерыватель 9 тактовых импульсов , который обеспечивает дискретное циклическое скольжение ПСП,под действием .импульса с выхода генератора 1 ПСП, фиксирующего условное начало периода ПСП, отключаетс  вычитатель б от входа управл ющего элемента 7. На опорный вход третьего перемножител  16 подаетс  ПСП с генератора 1 ПСП через формирователь 18 ПСП с задержкой периода относительно ПСП на входе второго перемножител  3 (фиг.2€). Формирование задержанной копии может быть осуществлено на основе использовани  известного свойства ПСП, которое заключаетс  в том, что сумма по модулю два последовательностей с различных разр дов генератора 1 ПСП дает ту же последовательность, но с другой задержкой. Подбира  соответствующие выходы разр дов генератора 1 ПСП и суммиру  их по модулю два, всегда можно получить последовательность с задержкой на элемент относительно заданной {N - количество элементарных символов на периоде .ПСП). После этого, задержива  эту последовательность на половину длительности элементарного символа ПСП, получаем последовательность с задержкой на половину периода. Формирование ПСП с удвоенной тактовой частотой осуществл етс  на сумматоре 19 по модулю два, где осуществл етс  логическое сложение последовательностей , смещенных во времени на половину длительности периода (фиг.2Ь) . Коррел тором, состо щим из последовательно соединенных третьего перемножител  16 и т р етьего фильтра-интегратора 17, определ етс  взаимнокоррел ционна  функци  между входной последовательностью и опорной с удвоенной тактовой частотой (фиг.2г), откуда видно, что частота следовани  откликов взаимноiкоррел ционнои функции в два раза больше чем частота следовани  откликов автокоррел ционной функции .входной ПСП. Измеритель 11 периода, счетные импульсы дл  которого подаютс  -с выхода стабильного генератора 10, измер ет длительность периода импульсов коррел ций, ВЕлрабатываемых третьим перемножителем 16 и третьим фильтром интегратором 17. Измеренный период в преобразователе 1 п|реобразуетс  в код частотной расстройки . Анализатор 15 производит обнаружение сигнала по регул рности прихода и стабильности периода импульсов коррел ции. При обнаружении сигнала анализатор.. 15 подключает преобразователь 12, при этом подстройка частоты генератора 8 так-товых импульсов производитс  преобразователем 12, блоком 13 Пс1МЯТИ,The invention relates to radio engineering and can be used in communication and radiolocation systems using pseudo-random sequences of long duration. A device for receiving pseudo-random delay-modulated signals is known, containing successively connected-synchronous detector, multiplier, filter and decision unit, connected in series to a searchless receiver, driver pulses, square wave generator, phase detector, additional filter, capture indicator, controlled generator, regis p shift, decoder and trigger, the output of which is connected to the second input of the phase detector, imperial dis: simulator, the first input of which is connected to the output of the synchronous detector, the first output of which is connected to the second input of the capture indicator, and the second output to the second control input generator, while the corresponding inputs of the shift register are connected to the information inputs of the digital discriminator, the additional outputs of which are connected to the corresponding inputs of the differential amplifier, the output of which is connected nen to the second input of multiplier, the input of the synchronous detector is combined with the receiver input searchless and is input to the device. A disadvantage of the device for receiving pseudo-random delay-modulated signals is that the signal for the coarse synchronization ring is allocated to a non-searching receiver that can work only with large signal ratios and noise in the wideband signal band, which reduces its efficiency. in synchronism, it is necessary to transmit discrete information, which, in this case, does not reach the consumer. The closest technical solution to the invention is a receiver of pseudo-random signals containing a series-connected stable reiwepaTOp period pulse correlation meter, converting the period of the correlation pulse into a frequency detuning code, a frequency detuning code memory, converter code: voltage, control element, clock pulse generator, clock pulse interrupter, pseudo-random sequence generator (PSP), first multiplier, first filter integrator torus and subtractor, to the second input of which the output of the second multiplier is connected via a second filter integrator, the second input of the first multiplier and the first input of the second multiplier are combined and are the device input, the second output of the second filter integrator is connected to the first input of the analyzer, the first output of which is connected through a period converter of the correlation pulses in the frequency detuning code is connected to its second input, and the second analyzer output is connected to the third input of the subtractor and the second input is interrupted n clock pulses to the third input of which is connected a second output SRP generator, the third output is connected to. the second input of the second multiplier and the output of subtracting ate to the second input of the control element SH-,. The disadvantage of this receiver of pseudo-random signals (pes) is the large time taken to synchronize due to the large period of the correlation pulses following the discrete cyclic sliding of the memory bandwidth. Thus, for example, when the cyclic shift offset is equal to half the duration of the elementary symbol of the bandwidth bandwidth, which is usually done in practice to avoid signal skipping, the period of the correlation impulses onH is measured according to the expression T2CyCH, where N is the number of symbols in the bandwidth period; -o - the duration of the elementary symbol PSP. In order to detect a signal based on the stability of the period of the correlation pulses, the analyzer must use at least the results of measurements on the two periods of the correlation pulses. Consequently, the minimum time of input of the receiving device MSS in synchronism with a large clock offset is 2T. The purpose of the invention is to reduce the time taken to synchronize with a significant initial detuning of clock frequencies. For this purpose, a pseudo-random signal receiver containing successively connected stable oscillators, a correlation pulse period meter, a correlation pulse period converter to a frequency detunus code, a frequency detuning code memory, a code-voltage converter, a control element, clock pulse generator, clock pulse interrupter, memory bandwidth generator, first multiplier, first integrator filter and subtractor, to the second input of which the output of the second multiplier is connected Without the second filter integrator, the second input of the first multiplier and the first input / second multiplier are the input of the device, the second output of the second integrator filter is connected to the first input of the analyzer, the first output of which is connected via the correlation pulse period converter to the frequency detuning code to its second input and the second to the third input of the subtractor and to the second input of the clock interrupter, to the third input of which is connected the second output of the SRP generator, the third output of which is connected The second multiplier is connected to the second input, and the subtractor output is connected to the second control element input, serially connected delay generator, modulator two, third multiplier, and third integrator filter, the output of which is connected to the auxiliary input of the pulse period meter, are correlated the second input of the third multiplier is connected to the second input of the first multiplier, the input of the SRP driver with a delay is connected to the auxiliary output of the SRP generator, the third output of which is oedinen to the second input of the adder modulo two. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the receiver dog; figure 2 - epure.on with the operation of the device. The receiving device PSS contains generator 1 PSP, first and second multipliers 2 and 3, first and second filters integrators 4 and 5 subtracter 6, control element 7, generator 8 clock pulses interrupter 9 clock pulses, stable generator 10, meter for the next period correlation pulses, the converter 12 of the period of the correlation pulses into the frequency detuning code, block 13 of the memory of the frequency detuning code, the converter 14, the voltage code, the analyzer 15, the third multiplier 16, the third filter integrator 17, the PS generator 18 a delay and an adder 19 modulo two. The receiving device MSS works as follows. The input PSS (Fig. 2a) is fed to the inputs of the multipliers 2,3 and 16. The result of multiplying the input signal in multipliers 2 and 3 to the reference signals from the output of the adjacent bits of the generator 1 PSS after filtering by integrators 4 and 5 nocTynaei; to subtractor 6 and, in addition, from the output of the filter integrator 5 to the input of the abandonment generator 15. In the absence of correlation between the / input and reference signals, the analyzer 15 turns on the input signal detection mode. At that, the clock pulse interrupter 9, which provides discrete cyclic sliding of the bandwidth, is activated. Under the action of a pulse from the output of generator 1, fixing the conditional beginning of the memory bandwidth, the subtractor b is disconnected from the input of the control element 7. The signal input from the third multiplier 16 is supplied generator 1 memory bandwidth through shaper 18 memory bandwidth with a delay period relative to the memory bandwidth at the input of the second multiplier 3 (Fig. 2 €). The formation of a delayed copy can be carried out on the basis of using the known property of the SRP, which consists in the fact that the modulo two sequences from different bits of the generator 1 SRP gives the same sequence, but with a different delay. By selecting the corresponding outputs of generator bits 1 of the memory bandwidth and summing them modulo two, one can always obtain a sequence with a delay per element relative to a given {N - the number of elementary symbols on a period. After that, delaying this sequence by half the duration of the elementary symbol of the bandwidth, we get a sequence with a delay of half a period. Double clock frequency shaping is performed on adder 19 modulo two, where the logical addition of sequences shifted in time by half the period duration is performed (FIG. 2b). The correlator consisting of the third multiplier 16 connected in series and the third filter integrator 17 determine the mutual correlation function between the input sequence and the reference sequence with doubled clock frequency (Fig. 2d), from which it is clear that the response frequency is mutually correlated twice as large as the frequency of response of the autocorrelation function of the input memory bandwidth. The period meter 11, the counting pulses for which are supplied from the output of the stable generator 10, measures the duration of the period of correlation pulses that are VLED by the third multiplier 16 and the third filter by the integrator 17. The measured period in the transducer 1 p is converted into a frequency detuning code. The analyzer 15 detects the signal by the arrival regularity and the stability of the period of correlation pulses. When a signal is detected, the analyzer .. 15 connects the converter 12, while the frequency adjustment of the generator 8 taktovyh pulses is performed by the converter 12, block 13 Ps1MYATI,

преобразователем 14.и управл кнцим элементом 7.Converter 14. and control element 7.

Дл  оценки точности подстройки производитс  повторное измерение периода импульсов коррел ции. Если перва  подстройка производитс  неточно , то повторна  подстройка производитс  без предварительного стирани  кода в блоке 13 пам ти. При достижении необходимой точности подстройки анализатор 15 в момент прихода очередного импульса коррел ции d выхода второго фильтра-интегратора 5 вклочает режим слежени  путем запрета работы прерывател  9 тактовых импульсов и включени To estimate the accuracy of the adjustment, the period of the correlation pulses is re-measured. If the first adjustment is made inaccurately, the re-adjustment is performed without first erasing the code in the memory block 13. When the required adjustment accuracy is reached, the analyzer 15 at the time of arrival of the next correlation pulse d of the output of the second filter integrator 5 turns on the tracking mode by disabling the operation of the 9 clock pulse interrupter and turning on

вычитател  6.subtractor 6.

I I

Технико-экономическа  эффективность приемного устройства ПСС заключаетс  в том, что оно обеспечивает уменьшение времени вхождени  в синхронизм при значительной расстройке тактовых частот в два раза за счет увеличени  чартоты следовани  импульсов взаимной коррел ции.The technical and economic efficiency of the MSS receiver is that it reduces the time taken to synchronize with a significant detuning of clock frequencies by a factor of two due to an increase in the chart of following the mutual correlation pulses.

Claims (1)

ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные ста- . бильный генератор, измеритель периода импульсов корреляции, преобразователь периода импульсов корреляции в код частотной расстройки, блок памяти кода частотной расстройки, преобразователь код -напряжение, управляющий элемент, генератор тактовых импульсов, прерыватель’ тактовых импульсов, генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), первый перемножитель, первый фильтринтегратор и вычитатель, к второму входу которого подключен выход второго перемножителя через второй фильтр-интегратор, второй вход пер’вого перемножителя и первый вход второго перемножителя объединены и .являются входом устройства/ второй выход второго фильтра-интегратора подсоединен к первому входу анализатора, первый выход которого через преобразователь периода импульсов корреляции в код частотной расстройки подсоединен к своему второму входу, а второй - к третьему входу вычитателя и второму входу прерывателя тактовых импульсов , к третьему входу которого подключен второй выход генератора ПСП, третий выход которого подсоединен к второму входу второго перемножителя, а выход вычитателя подсоединен к второму входу управляющего элемента, отличающеес я тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм при значительной начальной расстройке тактовых частот, в него введены последовательно соединенные формирователь ПСП с задержкой, сумматор по модулю два, третий перемножитель и третий фильтр-интегратор, выход которого подсоединен к дополнительному входу измерителя периода импульсов корреляции, второй вход третьего перемножителя подключен к второму входу первого перемножителя, вход формирователя ПСП с задержкой подключен к’дополнительному выходу генератора ПСП, третий, выход которого подсоединен к второму входу сумматора по Модулю два.Pseudo-random signal receiving device, containing series-connected sta-. beat generator, correlation pulse period meter, correlation pulse period converter to frequency detuning code, frequency detuning code memory unit, code-voltage converter, control element, clock pulse generator, 'clock pulse chopper', pseudo-random sequence generator (PSP), first multiplier, the first filter integrator and subtractor, to the second input of which the output of the second multiplier is connected through the second filter integrator, the second input of the first multiplier and ne the first input of the second multiplier is combined and is the input of the device / the second output of the second filter-integrator is connected to the first input of the analyzer, the first output of which is connected to its second input through the converter of the correlation pulse period into the frequency detuning code, and the second to the third input of the subtractor and the second the input of the clock chopper, to the third input of which the second output of the PSP generator is connected, the third output of which is connected to the second input of the second multiplier, and the output of the subtractor connected to the second input of the control element, characterized in that, in order to reduce the time of synchronization with a significant initial detuning of clock frequencies, serially connected PSP driver with a delay, an adder modulo two, a third multiplier and a third filter integrator are introduced into it, the output of which is connected to an additional input of the correlation pulse period meter, the second input of the third multiplier is connected to the second input of the first multiplier, the SRP shaper input is delayed by k'dopolnitelnomu unplugged outlet SRP generator, the third, the output of which is connected to the second input of the adder of modulo two. -SU,,,. 1075430 >-SU ,,,. 1075430>