Способ высокоточного слежения за временной задержкой широкополосного сигнала и устройство для его реализации - заявка 2016146627 на патент на изобретение в РФ

1. Способ высокоточного слежения за временной задержкой широкополосного сигнала (ШПС), включающий два этапа, на первом этапе осуществляют начальный поиск временной позиции входного широкополосного сигнала, при этом:
- осуществляют оценку временной задержки входного ШПС относительно опорного сигнала с точностью до половины чипа (элементарного символа) псевдослучайной последовательности, для этого:
- выполняют процедуру начального поиска временной позиции входного ШПС;
- формируют опорный сигнал, соответствующий временной задержке τ0 и дополнительные опорные сигналы в точках интервала задержек τk, количество которых достаточно для получения оптимальной оценки временной задержки входного ШПС;
- вычисляют значения взаимно корреляционной функции входного широкополосного сигнала и опорного сигнала в сформированных моментах времени интервала задержек опорного сигнала;
- по найденному значению максимума взаимно корреляционной функции и его временного положения τ0 и двум соседним значениям взаимно корреляционных функций и их временным положениям, применяя процедуру квадратичной интерполяции, формируют непрерывную взаимно корреляционную функцию входного ШПС и опорного сигнала;
- определяют временную позицию τ1, соответствующую максимальному значению сформированной непрерывной взаимно корреляционной функции и, таким образом, получают уточненную оценку начального временного положения входного ШПС;
на втором этапе, в течение всего времени приема сигнала:
- формируют опорные сигналы симметрично относительно уточненной временной позиции τ1 во всех временных позициях τk текущего интервала анализа, количество которых достаточно для получения оптимальной оценки временной задержки входного ШПС;
- вычисляют оценку взаимно корреляционных функций входного ШПС и опорного сигнала в сформированных временных позициях τk текущего интервала анализа;
- на текущем интервале анализа определяют значение максимума взаимно корреляционной функции и соответствующее ему временное положение позиции τk max, отличающийся тем, что
- определяют временную позицию входного ШПС τ1, близкую к оптимальной, в длительностях минимального шага Δτmin при выполнении алгоритма высокоточной оценки временного положения радиосигнала;
- на первом этапе предварительно формируют минимальный шаг дискретизации значения временной задержки Δτmin, обеспечивающий требуемую точность представления значения временной позиции входного ШПС;
- на втором этапе, на каждом последующем шаге процедуры временной синхронизации в течение всего времени приема сигнала формируют опорные сигналы с учетом рабочего интервала стационарности входного процесса;
- дополнительно запоминают значения двух соседних взаимно корреляционных функций и их временные положения τ(k max-1) и τ(k max+1) на текущем интервале анализа, расположенные справа и слева относительно временного положения τk max максимальной взаимно корреляционной функции;
- на текущем интервале анализа по найденному значению максимума взаимно корреляционной функции, ее временному положению τk max и двум соседним значениям взаимно корреляционных функций и их временным положениям τ(k max-1) и τ(k max+1), применяя процедуру квадратичной интерполяции, формируют непрерывную взаимно корреляционную функцию входного ШПС и опорного сигнала;
- выполняя алгоритм высокоточной оценки временного положения радиосигнала, определяют уточненную оценку временной позиции τ1 входного ШПС в длительностях минимального шага Δτmin, соответствующую временной позиции максимального значения сформированной непрерывной взаимно корреляционной функции на текущем интервале анализа;
- полученную на текущем шаге анализа уточненную оценку временной позиции входного ШПС τ1 используют для коррекции временного положения опорного сигнала на следующем шаге анализа путем замены временной позиции опорного сигнала текущего шага на полученную уточненную оценку временной позиции τ1;
- относительно полученной уточненной оценки временной позиции τ1 формируют следующий интервал анализа и осуществляют все операции, выполненные на предыдущем шаге анализа второго этапа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процедуру начального поиска временной позиции входного ШПС выполняют следующим образом:
- формируют опорный сигнал во всех временных позициях заданного априорного интервала возможных значений временного положения входного ШПС, кратных ;
- вычисляют значения взаимно корреляционной функции входного широкополосного сигнала и опорного сигнала в сформированных временных позициях опорного сигнала;
- из вычисленных значений взаимно корреляционной функции входного широкополосного сигнала и опорного сигнала в сформированных временных позициях заданного априорного интервала возможных значений временного положения входного ШПС, определяют временное положение τ0, соответствующее максимальному значению взаимно корреляционной функции входного широкополосного сигнала и опорного сигнала с точностью до половины чипа псевдослучайной последовательности.
3. Устройство высокоточного слежения за временной задержкой широкополосного сигнала, содержащее первый, второй и третий квадратурные корреляторы, первые входы которых объединены и подсоединены шиной к выходу генератора псевдослучайных последовательностей (ПСП), вход которого подключен к соответствующему выходу блока управления, два других выхода которого соединены с объединенными третьими и четвертыми входами квадратурных корреляторов соответственно, при этом вторые входы первого, второго и третьего квадратурных корреляторов соединены между собой, а его второй выход является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены по меньшей мере два идентичных квадратурных коррелятора, первые, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены с соответствующими объединенными входами первого, второго и третьего квадратурных корреляторов, а также последовательно соединенные блок мониторинга и выбора рабочих параметров и блок выбора и управления режимом обработки входного ШПС, выход которого шиной соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к первому выходу блока мониторинга и выбора рабочих параметров, первый вход которого соединен со вторыми объединенными входами квадратурных корреляторов и является входом устройства, а второй вход является управляющим, при этом выходы всех квадратурных корреляторов соединены с соответствующими входами блока выбора и управления режимом обработки входного ШПС.
Наверх