SU1716613A1 - Device for synchronization of periodic code sequences - Google Patents

Abstract

Изобретение относ итс  к радиосв зи и радиолокации и может использоватьс  в системах синхронизации с шумоподобными сигналами. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  синхронизации периодических последовательностей любой кодовой структуры. Устройство синхронизации кодовых последовательностей содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 поэлементного приема , первый регистр 3 сдвига, первый коммутатор 4, коррел тор 5, пороговый блок 6, блок 7 управлени , элемент ИЛИ 8, генератор 9 кодовой последовательности-, второй регистр 10 сдвига, второй коммутатор 11, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. Устройство обеспечивает синхронизацию периодических последовательностей любой кодовой структуры; сокраща  при этом врем  вхождени  в синхронизм. 2 ил. (Л С о Ј |со The invention relates to radio and radar and can be used in synchronization systems with noise-like signals. The purpose of the invention is to enhance the functionality by synchronizing the periodic sequences of any code structure. The device for synchronization of code sequences contains low-pass filter 1, block 2 by element reception, first shift register 3, first switch 4, correlator 5, threshold block 6, control block 7, OR element 8, code sequence generator 9, second shift register 10 , the second switch 11, the generator of 12 clock pulses, the counter 13. The device provides synchronization of the periodic sequences of any code structure; at the same time reducing the time of entry into synchronism. 2 Il. (L S o Ј | s

Description

фиг.1figure 1

Изобретение относитс  к радиосв зи и радиолокации и может использоватьс  в системах синхронизации с шумоподобными сигналами.The invention relates to radio and radar and can be used in synchronization systems with noise-like signals.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспече- ни  синхронизации периодических последовательностей любой кодовой структуры .The purpose of the invention is to enhance the functionality by ensuring the synchronization of the periodic sequences of any code structure.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема устройства синхронизации кодовых последовательностей; на фиг. 2 - пример реализации блока управлени .FIG. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the code sequence synchronization device; in fig. 2 shows an example implementation of a control unit.

Устройство синхронизации кодовых последовательностей содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 поэлементного приема, первый регистр 3 сдвига, первый коммутатор 4, коррел тор 5, пороговый блок 6, блок 7 управлени , элемент ИЛИ 8, генератор 9 кодовой последовательности, второй регистр 10 сдвига, второй коммутатор 11, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13.The device for synchronization of code sequences contains a low-pass filter 1, block 2 by element reception, the first shift register 3, the first switch 4, the correlator 5, the threshold block 6, the control block 7, the OR element 8, the code sequence generator 9, the second shift register 10, the second switch 11, the generator 12 clock pulses, the counter 13.

Блок 7 управлени  содержит делитель 14, первый и второй триггеры 15, 16, элемент ИЛИ-НЕ 17.The control unit 7 contains a divider 14, the first and second triggers 15, 16, the element OR NOT 17.

Устройство синхронизации периодических кодовых последовательностей работает следующим образом.The device synchronization of periodic code sequences works as follows.

Входной сигнал через фильтр 1 нижних частот поступает на вход блока 2 поэлемнет- ного приема, который формирует выборки входного сигнала в темпе принимаемой последовательности . Оценки значений сигнала поступают на первый регистр 3 сдвига, продвигающий их с тактовой частотой fm последовательности, и один из входов первого коммутатора 4. После заполнени  первого регистра 3 сдвига первый коммутатор 4 поочередно с частотой подключает к пер- вому входу коррел тора 5  чейки регистра 3 сдвига. Задержка между соседними выходами регистра 3 сдвига составл ет п тактов входной последовательности, где п - натуральное число взаимно простое с числом элементов последовательности.The input signal through the low-pass filter 1 is fed to the input of a unit 2 of po- ton-reception, which samples the input signal at the rate of the received sequence. The signal values are received on the first shift register 3, which advances them with the clock frequency fm of the sequence, and one of the inputs of the first switch 4. After filling the first shift register 3, the first switch 4 alternately connects 5 cells of the register 3 to the first input of the correlator of the shift 3 shear. The delay between adjacent outputs of the shift register 3 is n cycles of the input sequence, where n is a natural number mutually simple with the number of sequence elements.

Количество сигналов рёвно k и определ етс  при этом из уравнени The number of signals is k and is determined from equation

(k+ 1)-n dN + 1,(k + 1) -n dN + 1,

гдес 1,2,3,...gdes 1,2,3, ...

Если на вход первого регистра 3 сдви- га поступает искаженна  псевдослучайна  последовательность, на выходе первого коммутатора 4 формируетс  последовательность , в общем случае, другой структуры, но с тем же количеством элементов и теми же автокоррел ционными свойствами. ЧастотаIf a distorted pseudo-random sequence arrives at the input of the first shift register 3, then at the output of the first switch 4 a sequence is formed, in general, of a different structure, but with the same number of elements and the same autocorrelation properties. Frequency

следовани  символов этой последовательности в k раз выше частоты входного сигнала и равна kfm.following the symbols of this sequence is k times the frequency of the input signal and is equal to kfm.

Аналогичным образом формируетс  опорна  последовательность. Генератор 9 кодовой последовательности вырабатывает опорную последовательность того же кода, что и принимаема , с частотой fm, котора  поступает на входы второго коммутатора 11с задержками на mxn тактов, где m 0, 1, 2,...k-1. Второй коммутатор 11 в том же пор дке, что и первый коммутатор 4, подключает на второй вход коррел тора 5 задержанные копии последовательности .Similarly, the reference sequence is formed. The code sequence generator 9 generates a reference sequence of the same code as received, with a frequency fm, which is fed to the inputs of the second switch 11 with delays per mxn cycles, where m 0, 1, 2, ... k-1. The second switch 11, in the same order as the first switch 4, connects delayed copies of the sequence to the second input of the correlator 5.

Таким образом, на выходе второго коммутатора 11 формируетс  искаженна  последовательность той же структуры, что и на выходе первого коммутатора 4 с точностьюThus, at the output of the second switch 11, a distorted sequence of the same structure as the output of the first switch 4 is formed with an accuracy

до циклической перестановки .before cyclic permutation.

Дл  синхронизации этих двух последовательностей блок 7 управлени  через каждый период опорной последовательности, формируемый генератором 9, вырезаетIn order to synchronize these two sequences, the control unit 7, after each period of the reference sequence generated by the generator 9, cuts out

один тактовый импульс из сигнала тактовой частоты. Тем самым осуществл етс  задержка опорной последовательности на один такт, что необходимо дл  скольжени  опорной последовательности относительноone clock pulse from the clock signal. Thereby, the reference sequence is delayed by one cycle, which is necessary for sliding the reference sequence relative to

принимаемой.accepted.

Когда в результате вычислени  коррел ционного интеграла коррел тором 5 порог окажетс  превышенным, сигнал с выхода порогового блока 6 прекращает вырезание тактового импульса и опорна  последовательность оказываетс  засинхронизирована относительно принимаемой .When, as a result of calculating the correlation integral by the correlator 5, the threshold is exceeded, the signal from the output of the threshold unit 6 stops cutting the clock pulse and the reference sequence is synchronized with respect to the received one.

Анализ всей функции взаимной коррел ции . выходных последовательностей коммутаторов 4 и 11 происходит за врем  N /k fm, что в k раз меньше времени поиска при обычной коррел ционной обработке .Analysis of the entire cross-correlation function. the output sequences of the switches 4 and 11 occur in the time N / k fm, which is k times less than the search time during normal correlation processing.

Например, устройство синхронизации кодовых последовательностей позвол ет обрабатывать периодические последовательности произвольной кодовой структуры (например, последовательностиFor example, a code sequence synchronization device allows the processing of periodic sequences of an arbitrary code structure (e.g.

Гоулда, Хаффмена, Баркера, Стиффлера и т.д.).Gould, Huffman, Barker, Stiffler, etc.).

Принцип работы предлагаемого устройства базируетс  на общем свойстве, всех периодических последовательностей , состо щем в том, что выборки элементов последовательности через числа взаимно простые с периодом последовательности образуют периодическую функцию , автокоррел ционна  функци The principle of operation of the proposed device is based on the common property of all periodic sequences, consisting in the fact that the samples of elements of a sequence through numbers mutually simple with a period of a sequence form a periodic function, the autocorrelation function

которой така  же, как и у исходной с точностью до перестановки. Вид этой перестановки следующий.which is the same as the original up to permutation. The look of this permutation is as follows.

Обозначим элементы исходной последовательности через ат, где т O...N-1, то последовательность, получающа с  в результате выборки из исходной через п элементов , имеет видDenote the elements of the original sequence by at, where m O ... N-1, then the sequence resulting in the sample from the source through n elements is

bk a(n-k).bk a (nk).

где (п -к) - вычет числа nk по модулю N.where (n-k) is the deduction of the number nk modulo N.

В том случае, если п и N - взаимно простые числа, вычеты числа n-k пробегают все значени  от 0 до N-1 при изменении k от О до N-1. Таким образом, последовательность bk состоит из неповтор ющихс  элементов am, а ее периодическа  функци  автокоррел ции имеет видIn the event that n and N are mutually simple numbers, the residues of the number n-k run through all values from 0 to N-1 as k varies from O to N-1. Thus, the sequence bk consists of non-repeating elements am, and its periodic autocorrelation function is

Rn(S)4- Ё bkb.(k+S) Rn (S) 4-Å bkb. (K + S)

N N

1one

N -1N -1

-tr 2 a(nk)a(nk + nS)  -tr 2 a (nk) a (nk + nS)

N k oN k o

+ nS ) R I ( nS ) I,+ nS) R I (nS) I,

где R l(nS)l - функци  автокоррел ции последовательности am- where R l (nS) l is the autocorrelation function of the sequence am-

Как следует из этой формулы, в случае , когда п и N - взаимно простые числа; последовательность значений Rn(S) получаетс  в результате перестановки R(k) вида Rri(S) Rl(nS) I, т.е. выборки через п элементов. Кроме того, период последовательности bk равен N, так. как функЦи  R(S)  вл етс  периодической С периодом N..As follows from this formula, in the case when n and N are mutually simple numbers; a sequence of values of Rn (S) is obtained as a result of a permutation of R (k) of the form Rri (S) Rl (nS) I, i.e. sampling through n elements. In addition, the period of the sequence bk is equal to N, so. as a function, R (S) is a periodic C period N ..

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство синхронизации периодических кодовых последовательностей, содержащее последовательно соединенныеThe invention of the device synchronization of periodic code sequences containing serially connected 5 фильтр нижних частот (ФНЧ), вход которого  вл етс  входом устройства, блок поэлементного приема, первый коммутатор, коррел тор , пороговый блок и блок управлени , а также генератор тактовых импульсов, ге10 нератор кодовой последовательности и первый регистр сдвига, к информационному входу которого подключен выход блока поэлементного приема, а выходы первого регистра сдвига подключены к вторым входам5, a low-pass filter (LPF), whose input is the device input, a unit-wise reception unit, a first switch, a correlator, a threshold unit and a control unit, as well as a clock generator, a code sequence generator, and the first shift register, to whose information input the output of the element-receive unit is connected, and the outputs of the first shift register are connected to the second inputs 15 первого коммутатора, при этом выход порогового блока  вл етс  выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  синхронизации пе0 риодических последовательностей, любой кодовой структуры, введены элемент ИЛИ, второй регистр сдвига, второй коммутатор и счетчик, выходы разр дов которого подключены к управл ющим входам первого и вто5 рого коммутаторов., причем выход старшего разр да счетчика подключен к тактовым входам первого и второго регистров сдвига, вторым входам блока поэлементного приема и блока управлени  и первому входу15 of the first switch, wherein the output of the threshold block is the output of the device, characterized in that, in order to extend the functionality by providing synchronization of the periodic sequences of any code structure, the OR element, the second shift register, the second switch and the counter, the outputs The ports of which are connected to the control inputs of the first and second switches. The output of the high digit of the counter is connected to the clock inputs of the first and second shift registers, the second inputs of the block elemental reception and control unit and the first input 0 элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход блока управлени , второй выход которого подключен к второму , входу коррел тора, а выход элемента ИЛИ - к входу генератора кодовой последо5 вательности, выход которого подключен к. первому входу второго коммутатора и ин- формационному входу второго регистра сдвига, выходы которого подключены к вторым входам второго коммутатора, выход ко0 торого подключен к третьему входу. коррел тора.0 of the OR element, to the second input of which the first output of the control unit is connected, the second output of which is connected to the second, input of the correlator, and the output of the OR element to the input of the code sequence generator, the output of which is connected to the first input of the second switch and information module. the input of the second shift register, the outputs of which are connected to the second inputs of the second switch, the output of which is connected to the third input. correlle torus. II