PL183699B1 - Sposób i układ do wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym - Google Patents

Abstract

1. Sposób wykrywania ciagu symboli w odbiorze asyn- chronicznym, za pomoca znanego ciagu cyfrowego, w którym to sposobie znany ciag cyfrowy dzieli sie na przynajmniej dwa rozdzielne segmenty, przydziela sie okreslona liczbe wartosci progowych po jednej na kazdy segment, koreluje sie odebrany ciag symboli z pierwszym segmentem znanego ciagu cyfrowego i otrzymuje sie pierwsza wartosc korelacji a 1, zapamietuje sie pierwsza wartosc korelacji a 1, koreluje sie odebrany ciag sym- boli z drugim segmentem znanego ciagu cyfrowego we wspo- mnianym pierwszym punkcie czasu i otrzymuje sie druga war- tosc korelacji a2, dodaje sie druga wartosc korelacji a2 do zapa- mietanej pierwszej wartosci korelacji a 1 i otrzymuje sie pierwsza wartosc sumowania a 1 +a2, porównuje sie pierwsza wartosc sumo- wania a1 +a2 z druga wartoscia progowa i uzyskuje sie wskazanie, ze zostal wykryty wspomniany ciag symboli, jezeli wspomniana suma przebacza druga wartosc progowa, znamienny tym, ze pierwsza wartosc korelacji a 1 zapamietuje sie tylko wtedy, gdy przekracza ona pierwsza (TV1) ze wspomnianych wartosci progo- wych, przy czym przeprowadza sie ustawienie pierwszego punktu czasu odpowiednio do dlugosci drugiego segmentu (S2) i punktu czasu, w którym oczekuje sie, ze sygnal wyjsciowy drugiego segmentu (32) z korelatora (300) osiaga swoja najwieksza war- tosc oraz przeprowadza sie korelacje (806) odebranego ciagu symboli (SS) i drugiego segmentu (S2) znanego ciagu cyfrowego we wspomnianym pierwszym punkcie czasu. F ig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym. Wynalazek dotyczy asynchronicznego wykrywania ciągu cyfrowego, znanego odbiornikowi.

183 699

Synchronizacja nadajników i odbiorników stanowi zasadniczą cześć nowoczesnych cyfrowych systemów komunikacyjnych. W bezprzewodowych cyfrowych systemach komunikacyjnych, na przykład systemach multipleksowania czasowego (TDMA - time multiplex systems) lub systemach multipleksowania kodowego (CDMA-code multiplex systems), z których system multipleksowania kodowego ma dwa rozwiązania związane z cechami transmisji, system rozproszonego widma i skoków częstotliwości (Frequency Hopping Spread Spectrum) i technologia widma rozproszonego (DSSS - Direct Seguence Spread Spectrum), niezbędna jest wzajemna synchronizacja nadajników i odbiorników tak, że odbiornik będzie odbierał prawidłową szczelinę czasową w TDMA lub prawidłową fazę kodu w CDMA.

Jedną z metod synchronizowania nadajników i odbiorników w cyfrowych systemach komunikacji jest wysłanie przez nadajnik, znanego odbiornikowi, ciągu cyfrowego. Odbiornik realizuje procedurę szukania, w której szuka on znanego ciągu cyfrowego. Gdy znany odbiornikowi ciąg cyfrowy jest znaleziony, generowany jest impuls synchronizacji czasowej, użyty jako czas odniesienia, za pomocą którego synchronizowany jest nadajnik i odbiornik.

Zdolność odbierania sygnału identyfikacyjnego systemu wynika również z zastosowania odbioru asynchronicznego. Procedura szukająca, za pomocą której odbiornik szuka znanych sygnałów, zastosowana jest również w systemach automatycznej identyfikacji. Jednym z takich systemów automatycznej identyfikacji jest na przykład identyfikacja wielkoczęstotliwościowa, za pomocą której może być monitorowane położenie pojazdów, pracowników, kryminalistów i zwierząt. Obiekt, który ma być monitorowany, przenosi ze sobą nadajnik, który nadaje unikalny sygnał.

Dobrze znaną techniką odbioru asynchronicznego, znanego odbiornikowi ciągu cyfrowego, jest zastosowanie korelatora, który może być użyty jako filtr transwersalny, gdzie długość filtru jest równa długości znanego ciągu cyfrowego. Filtr dokonuje korelacji odebranego ciągu cyfrowego i ciągu cyfrowego wcześniej znanego odbiornikowi, wyznaczając jej wartość, która jest proporcjonalna do podobieństwa między odebranym ciągiem i znanym ciągiem. Aby odebrany, znany ciąg cyfrowy mógł być zarejestrowany, wynik korelacji musi przekroczyć określoną z góry wartość progową. Wyniki działania, jakie można uzyskać za pomocą opisanej metody korelacji, zależą bezpośrednio od długości znanego ciągu cyfrowego. Im dłuższy jest znany ciąg cyfrowy, tym uzyskuje się lepsze wyniki. Tym niemniej istnieje praktyczna górna granica długości filtru transwersalnego związana z energochłonnością długich filtrów. Zmniejszanie energochłonności istotne jest na przykład w zespołach ruchomych. Długie filtry transwersalne są również skomplikowane w zastosowaniach.

Wadą przedstawionej powyżej techniki jest to, że długie filtry powodują wysoką energochłonność oraz to, że ich realizacja jest skomplikowana.

Inną wadą związaną z zastosowaniem długich filtrów transwersalnych jest to, że ich realizacja wymaga dużych obszarów pamięci, a obszar pamięci w zespołach ruchomych jest ograniczony.

Kolejna wada powyższej techniki związana jest ze stałą długością znanego ciągu, która nie może być zmieniona.

W zgłoszeniu patentowym US 5 422 916 ujawniono sposób synchronizacji wykorzystujący znany ciąg cyfrowy, przy występowaniu w otaczającej atmosferze przypadkowych szumów, mogących mieć taki wpływ na odebrany ciąg, że identyfikacja znanego ciągu cyfrowego tylko za pomocą korelacji odebranego ciągu cyfrowego i znanego ciągu cyfrowego nie jest wystarczająca. Jako znany ciąg cyfrowy został użyty 64-bitowy ciąg, wyprowadzony z tak zwanego ciągu Barkera.

Ten znany sposób polega na porównaniu odebranego ciągu cyfrowego ze znanym ciągiem cyfrowym dla policzenia liczby błędów w odebranym ciągu cyfrowym. Jeżeli uzyskany wynik przekracza określoną wartość progową proces wykrywania jest kontynuowany przez sprawdzenie, czy liczba błędów w odebranym ciągu cyfrowym nie przekracza górnej granicy. Gdy to nie ma miejsca, odebrany ciąg cyfrowy jest podzielony na cztery części, 16 bitów każdy. Te cztery części są łączone parami ze sobą tworząc sześć nowych słów 32-bitowych. Następnie obliczona zostaje liczba błędów w każdym ze słów 32-bitowych, a licznik jest zwiększony o jeden, dla każdego słowa, w którym liczba błędów nie przekracza określonej wartości.

183 699

Po sprawdzeniu wszystkich sześciu słów przyjmuje się, że odebrany został znany ciąg cyfrowy, gdy wynik w liczniku przekracza pewną wartość.

Powyższa metoda rozwiązuje jedynie problem związany z przypadkowymi szumami, ale pozostaje problem związany z długimi korelatorami i długimi korelacjami.

W czasie konferencji PIMRC, która miała miejsce we wrześniu 1995 roku, przedstawiono raport na temat hybrydowych korelatorów równoległych (Ulepszone wykrywanie kodu PN w osobistej komunikacji bezprzewodowej CDMA - An Improved Hybrid PN Code Acqusition for CDMA Personal Wireless Communication, IEEE-95:0-7803-3002-l/95). W tym dokumencie został opisany Hybrydowy korelator równoległy, tzn. mieszany korelator szeregowo-równoległy. Znany ciąg jest podzielony na segmenty, które są uzależnione od dwóch parametrów konstrukcyjnych, Ni i N₂. Parametry te są różnie dobierane, w zależności od pożądanego stopnia równoległości Ni i szeregowości N2. Czas dostępu kodu jest niski, gdy zostaje zastosowanych wiele korelatorów równoległych, gdy złożoność hardware'u staje się duża. Hardware staje się prosty, gdy zastosowany jest korelator szeregowy, gdy czas dostępu kodu jest długi. Metoda przedstawiona we wspomnianym dokumencie przedstawia kompromis między korelatorem szeregowym i równoległym. Długość M segmentu wybrana jest zgodnie z zależnością M=0/(Ni x N2), gdzie Θ jest długością znanego ciągu. Każdy z korelatorów zawiera jeden z M-segmentów jako segment korelacyjny. Gdy znaleziony jest pierwszy segment, system zostaje przełączony z trybu szukania H_o do trybu weryfikacji H_P Testy-A są przeprowadzone w trybie weryfikacji, a jeżeli testy-B mają sygnał wyjściowy z korelatora, który przekracza zbiór wartości progowych, następuje przełączenie do trybu śledzenia. Proces dostępu jest przerwany, gdy prawidłowa faza kodu jest doprowadzona do systemu śledzącego kod, w innym przypadku, gdy doprowadzona jest nieprawdziwa faza kodu, proces dostępu jest reaktywowany.

Sposób powyższy dotyczy jedynie sposobu zwiększenia szybkości korelacyjnego odbioru i może być zastosowany w tych systemach, w których jest to krytyczne.

Sposób wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym, za pomocą znanego ciągu cyfrowego, w którym to sposobie znany ciąg cyfrowy dzieli się na przynajmniej dwa rozdzielne segmenty, przydziela się określoną liczbę wartości progowych po jednej na każdy segment, koreluje się odebrany ciąg symboli z pierwszym segmentem znanego ciągu cyfrowego i otrzymuje się pierwszą wartość korelacji al, zapamiętuje się pierwszą wartość korelacji al, koreluje się odebrany ciąg symboli z drugim segmentem znanego ciągu cyfrowego we wspomnianym pierwszym punkcie czasu i otrzymuje się drugą wartość korelacji a2, dodaje się drugą wartość korelacji a2 do zapamiętanej pierwszej wartości korelacji al i otrzymuje się pierwszą wartość sumowania al+a2, porównuje się pierwszą wartość sumowania al+a2 z drugą wartością progową i uzyskuje się wskazanie, że został wykryty wspomniany ciąg symboli, jeżeli wspomniana suma przekracza drugą wartość progową, według wynalazku wyróżnia się tym, że pierwszą wartość korelacji al zapamiętuje się tylko wtedy, gdy przekracza ona pierwszą ze wspomnianych wartości progowych, przy czym przeprowadza się ustawienie pierwszego punktu czasu odpowiednio do długości drugiego segmentu i punktu czasu, w którym oczekuje się, że sygnał wyjściowy drugiego segmentu z korelatora osiąga swoją największą wartość oraz przeprowadza się korelację odebranego ciągu symboli i drugiego segmentu znanego ciągu cyfrowego we wspomnianym pierwszym punkcie czasu.

Gdy znany ciąg cyfrowy dzieli się na więcej niż dwa segmenty, korzystnie zapamiętuje się pierwszą wartość sumowania al+a2 przynajmniej wtedy, gdy wartość ta przekracza wielkość drugiej wartości progowej, korzystnie powtarza się ustawienie drugiego punktu czasu zgodnie z długością trzeciego segmentu, przeprowadza się korelację odebranego ciągu symboli i trzeciego segmentu znanego ciągu cyfrowego w drugim punkcie czasu i otrzymuje się trzecią wartość korelacji a3, dodaje się trzecią wartość korelacji a3 do pierwszej wartości sumowania a2+a3 i otrzymuje drugą wartość sumowania al+a2+a3, porównuje się drugą wartość sumowania al+a2+a3 z trzecią wartością progową i uzyskuje się wskazanie, że został wykryty wspomniany ciąg symboli, jeżeli wspomniana suma przekracza trzecią wartość progowy powtarza się zapamiętywanie wartości sumowania, ustawianie punktów czasowych, przeprowadzanie korelacji odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu cyfrowego,

183 699 dodawanie wartości korelacji do wartości sumowania i porównywanie wartości sumowania z wartościami progowymi tyle razy, ile wynosi liczba segmentów na które został podzielony wspomniany ciąg cyfrowy.

Korzystnie powtarza się zapamiętywanie wartości sumowania, ustawianie punktów czasowych, przeprowadzanie korelacji odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu cyfrowego, dodawanie wartości korelacji do wartości sumowania i porównywanie wartości sumowania z wartościami progowymi dopóki nie zostanie skorelowany ostatni segment w ciągu cyfrowym i nie zostanie wygenerowany sygnał impulsu synchronizacji czasowej jeżeli ostatnia wartość sumowania a1+a2+... przekroczyła ostatnią, wartość progową.

Znany ciąg cyfrowy korzystnie dzieli się na segmenty o wzajemnie różnych długościach i przyznaje się nowe współczynniki korelacji przed każdym obliczaniem korelacji. W innym, korzystnym rozwiązaniu znany ciąg cyfrowy dzieli się na segmenty o wzajemnie równych długościach. Korzystnie przydziela się różne wzorce bitowe dla wspomnianych segmentów i przydziela się nowe współczynniki korelacji przed każdym obliczaniem korelacji. W innym, korzystnym rozwiązaniu przydziela się takie same wzorce bitowe dla wspomnianych segmentów.

Korzystnie przyznaje się pewien wzorzec bitowy dla części wspomnianych segmentów i przydziela się zanegowaną wersję tego samego wzorca bitowego dla pozostałych segmentów tak, że otrzymuje się specyficzny ciąg segmentów. Ciąg segmentów korzystnie stanowi tak zwany kod o maksymalnej długości.

W innym, korzystnym rozwiązaniu ciąg segmentów stanowi tak zwany ciąg Gold'a.

W jeszcze innym, korzystnym rozwiązaniu ciąg segmentów stanowi tak zwany ciąg Barker'a.

Gdy przynajmniej pierwsza wartość korelacji a1 przekroczyła pierwszą wartość progową ze wspomnianych wartości progowych, korzystnie przeprowadza się nową korelację odebranego ciągu symboli i pierwszego segmentu znanego ciągu cyfrowego i przeprowadza się korelację odebranego ciągu symboli i drugiego segmentu kroków znanego ciągu cyfrowego w innej części odebranego ciągu symboli, która jest odebrana później niż ta część ciągu symboli dla których korelacja już się rozpoczęła, i otrzymuje się powtórzone wartości korelacji b2, b2, b3,..., przy czym wartości te dodaje się do wartości sumowania i otrzymuje następne wartości sumowania, które zapamiętuje się przynajmniej gdy przekraczają odpowiadające im wartości progowe, przy czym przeprowadza się porównanie w następstwie ustalenia wspomnianego punktu czasu, przy czym zwraca się uwagę na każdy prawdziwy ciąg symboli, otrzymany po wykrytym wcześniej fałszywym ciągu symboli.

Korzystnie zeruje się przynajmniej jeden rejestr zegarowy w następstwie wygenerowania sygnału impulsu synchronizacji czasowee.

Korzystnie, wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany kod o maksymalnej długości.

W innym, korzystnym rozwiązaniu wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany ciąg Gold'a.

W jeszcze innym, korzystnym rozwiązaniu wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany ciąg Barker'a.

Układ wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym, za pomocą znanego ciągu cyfrowego, który to układ składa się z przynajmniej jednego korelatora do korelowania odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu symboli i otrzymywania pierwszej wartości korelacji a1 i drugiej wartości korelacji a2, przynajmniej jednej pamięci dla zapamiętania pierwszej wartości korelacji, przynajmniej jednego sumatora do dodawania drugiej wartości korelacji dla otrzymania pierwszej wartości sumowania, jednostki sterującej do porównania pierwszej wartości sumowania z drugą wartością progową i wskazania, że wspomniany ciąg symboli jest wykryty, gdy pierwsza wartość sumowania przekracza drugą wartość progową, według wynalazku wyróżnia się tym, że zawiera ponadto przynajmniej jeden rejestr zegarowy. W korzystnym rozwiązaniu układ zawiera układ mnożący. Układ korzystnie zawiera zespół sumator-pamięć-układ mnożący i zespół rejestrów zegarowych, dostosowany do wspomagania jednoczesnej korelacji możliwych ciągów symboli, który to układ zawiera

183 699 ponadto magistralę adresową, która jest korzystnie skonfigurowana do sterowania wyborem jednostek aktywnych przez adres podany przez jednostkę sterującą.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia uniknięcie problemów związanych z asynchronicznym wykrywaniem długich ciągów cyfrowych za pomocą korelatora, którego długość jest przynajmniej taka sama jak długość ciągu cyfrowego. Proces wykrywania jest przeprowadzany z zasadniczo tak samo wysokim prawdopodobieństwem, jak w przypadku korelatora o długości równej długości znanego ciągu cyfrowego. Jednocześnie jest możliwe utrzymywanie niskiej energochłonności w czasie asynchronicznego odbioru ciągu cyfrowego, przy uproszczonej realizacji korelatora użytego w odbiorze ciągów cyfrowych.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, powyższe korzyści zostały uzyskane przez podzielenie znanego ciągu cyfrowego na określoną z góry liczbę segmentów, z których każdy ma przydzieloną odpowiadającą wartość progową. Korelacja z przychodzącym ciągiem cyfrowym jest dokonywana segmentami i aby można było przyjąć, że segment został odebrany, niezbędne jest aby suma wartości korelacji segmentu właśnie odebranego i suma korelacji wcześniej otrzymanych przekroczyła odpowiednią wartość progową segmentu właśnie odebranego. Gdy odebrane są wszystkie segmenty i wartość korelacji ostatniego segmentu została dodana do sumy wartości korelacji wcześniejszych segmentów, a wspomniana suma końcowa przekracza wartość progową odpowiadającą ostatniemu segmentowi, przyjmuje się, że został odebrany znany ciąg cyfrowy. Generowany jest wtedy sygnał impulsu synchronizacji czasowej.

Późniejsza część przychodzącego do odbiornika ciągu symboli jest korelowana w podobny sposób, z uwzględnieniem możliwości późniejszego nadejścia prawdziwego ciągu symboli.

W zastosowaniu sposobu zgodnego z wynalazkiem, długość korelatora w odbiorniku powinna być równa długości jednego segmentu, co prowadzi do krótszych korelatorów, a to z kolei zmniejsza złożoność korelatora, używaną pamięć i energochłonność.

Zalety układu według wynalazku, wynikają z odbioru ciągu cyfrowego w odbiorniku, który składa się z korelatora, jednostki sterującej, rejestratora zegarowego, pamięci i sumatora. Odebrany ciąg cyfrowy jest dzielony na z góry określoną liczbę segmentów, a każdy segment ma indywidualną wartość progową, jemu przydzieloną. Odebrany ciąg jest korelowany segment po segmencie, a wartość korelacji jest dodawana do sumy wszystkich wcześniejszych wartości korelacji. Wartość sumy wcześniejszych wartości korelacji ma wpływ na porównanie z wartościami progowymi, tzn. uzyskany jest efekt akumulacji. Początkowo korelator czeka na nadejście pierwszego segmentu. Przyjmuje się, że pierwszy segment został odebrany, gdy sygnał wyjściowy z korelatora przekracza wartość progową odpowiadającą pierwszemu segmentowi. Sygnał wyjściowy z korelatora dla pierwszego segmentu jest zapamiętany w jednej z pamięci, a do jednego z rejestrów zegarowych wprowadzony jest punkt czasu, w którym powinien być zmierzony sygnał z korelatora dla drugiego segmentu. Ten punkt czasu jest tym punktem w czasie, dla którego przyjmuje się, że następny odebrany segment będzie miał swoją maksymalną wartość korelacji. Na sygnał z rejestru zegarowego, nowy sygnał wyjściowy korelatora jest dodany do wartości zapamiętanej w pamięci. Suma ta powinna przekroczyć wartość progową kombinacji pierwszego i drugiego segmentu, a gdy tak jest, wspomniana suma jest zapamiętana w pamięci. Z drugiej strony, jeżeli suma nie przekracza odpowiadającej wartości progowej, pamięć jest wyczyszczona, tzn. wyzerowana, i korelator ponownie czeka na pierwszy segment.

Przedstawiona powyżej procedura jest przeprowadzona dla wszystkich segmentów i jeżeli suma sygnałów wyjściowych korelatora i wartości pamięci nie przekracza odpowiedniej wartości progowej dla segmentu w tej chwili czasu podczas odbioru, pamięć jest zerowana i korelator ponownie czeka na pierwszy segment. Gdy zostały otrzymane wszystkie segmenty w ciągu, a suma wartości korelacji ostatniego segmentu i wartości zapamiętanej w pamięci przekracza odpowiadającą wartość progową ostatniego segmentu, przyjmuje się, że został odebrany cały ciąg cyfrowy. Jednostka sterująca generuje wtedy na wyjściu sygnał impulsu synchronizacji czasowej dla wskazania, że odebrany został ciąg cyfrowy, za pomocą którego może być ustanowione łącze komunikacyjne między nadajnikiem i odbiornikiem.

183 699

Układ według wynalazku ma istotną zaletę, umożliwiającą zastosowanie krótszych korelatorów w wykrywaniu długiego ciągu cyfrowego, tak zwanego podpisu, dla synchronizacji nadajnika i odbiornika w systemie radiowym lub w systemach teleinformatycznych lub w wykrywaniu sygnału potwierdzającego w systemach automatycznej identyfikacji.

Kolejną zaletą niniejszego wynalazku jest możliwość stosowania długich ciągów cyfrowych, które zapewniają większe prawdopodobieństwo prawidłowego wykrycia, jako podpisu, bez potrzeby stosowania korelatorów o długości równej długości ciągu cyfrowego.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia użycie ciągu cyfrowego w synchronicznej synchronizacji, niemniej jednak z użyciem korelatora, który jest krótszy niż ciąg cyfrowy.

Inną zaletę stanowi oszczędność zużycia energii w zespołach ruchomych, przez względnie krótkie korelatory.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie system telekomunikacji bezprzewodowej, fig. 2 schemat blokowy korelatora zastosowanego jako filtr transwersalny, fig. 3 - schemat blokowy korelatora sekwencyjnego zgodnego z wynalazkiem, fig. 4 - 7 - diagramy czasowe z różnymi przykładami przedziału ciągów, fig. 8 - sieć działań procedury korelacji sekwencyjnej, fig. 9 schemat blokowy innego wykonania korelatora sekwencyjnego zgodnego z wynalazkiem, fig. 10 schemat blokowy innego przykładu korelatora sekwencyjnego, fig. 11 - bardziej szczegółowy schemat blokowy jednostki sterującej, zegara, sumatora i pamięci, fig. 12 - inny bardziej szczegółowy schemat blokowy jednostki sterującej, zegara, sumatora i pamięci, fig. 13 - sieć działań alternatywnej procedury korelacji sekwencyjnej, fig. 14 - inną sieć działań procedury korelacji sekwencyjnej, a fig. 15 przedstawia schemat blokowy korelatora, ze szczególnym uwzględnieniem punktu próbkowania.

Na figurze 1 przedstawiono schematycznie sposób w jaki bezprzewodowy system telekomunikacji synchronizuje odbiornik 103 z nadajnikiem 100 za pomocą odbioru synchronicznego znanego ciągu symboli SS. Nadajnik 100 przesyła znany ciąg do odbiornika 103 przez antenę 101, a znany ciąg jest odbierany, w stanie zniekształconym, przez antenę 102 połączoną z odbiornikiem 103. Otrzymany ciąg SS przechodzi przez mieszacz z przemianą w dół 104, konwerter A/D 105 i korelator 300 jako ciąg znanych symboli w postaci cyfrowej, chociaż zniekształcony w wyniku niedoskonałości układów transmisyjnych. Korelator 300 i układ podejmowania decyzji 107 znajdują się w trybie szukania, tzn. oczekują na znany ciąg cyfrowy SS, który po jego wykryciu w odbiorniku 103, powoduje rozpoczęcie sygnału impulsu synchronizacji czasowej 108. W trybie szukania korelator 300 dostarcza wartość korelacji 110 do układu podejmowania decyzji 107, który porównuje wartość korelacji ze z góry określoną wartością. Gdy znany ciąg cyfrowy symboli SS jest odebrany w korelatorze 300, wartość korelacji 110 będzie przekraczać z góry określoną wartość. Układ podejmowania decyzji 107 wysyła wtedy sygnał impulsu synchronizacji czasowej 109 do zespołu odbierającego 109, w którym zostaje zdemodulowana informacja przenoszona w sygnale radiowym z nadajnika 100. Odbiornik 103 otrzymuje ten sam czas odniesienia jak nadajnik 100 i w ten sposób może zostać ustanowione łącze komunikacyjne. Gdy łącze komunikacyjne zostaje ustanowione, zostaje przetworzony komunikat 111, który został odebrany na drodze demodulacji wielkiej częstotliwości (mieszanie z przemianą w dół 104) sygnału radiowego odebranego z nadajnika 100, a następnie przetworzonego na sygnał cyfrowy w 105. Odbiornik 109 generuje sygnał wyjściowy 112, który stanowi pożądany komunikat.

Na figurze 2 przedstawiono sposób, w którym korelator, na przykład korelator 300, może być w znany sposób zastosowany z filtrem transwersalnym. Korelator tego typu jest użyty w wielu przypadkach bezprzewodowej telekomunikacji i przesyłania danych, między innymi przy synchronicznym odbieraniu ciągu cyfrowego, przy czym po potwierdzeniu odbioru ciągu cyfrowego, generowany jest przez zespół podejmowania decyzji sygnał impulsu synchronizacji czasowej 108, dla zsynchronizowania ze sobą nadajnika i odbiornika.

Filtr transwersalny składa się z rejestru przesuwu 200 mającego wejście 201 i z góry określoną liczbę zespołów z opóźnieniem czasowym 220, 221, 222, 223 z wyjściami 202, 203, 204, 205, oraz z góry określonej liczby układów mnożących 206, 207, 208, 209, każdy z dwoma wejściami i jednym wyjściem 210, 211, 212, 213, przy czym jedno wejście każdego

183 699 układu mnożącego jest połączone z odpowiednim wyjściem rejestru przesuwu 202, 203, 204, 205. Pozostałe wejście 214, 215, 216, 217 każdego z układów mnożących jest połączone z ciągiem korelacji o współczynnikach korelacji C_o, C„ C₂, ..., C_L_, które są znanym ciągiem cyfrowym zapamiętanym w odbiorniku. Filtr ma zespół sumatora 218 o jednym wyjściu 219 i specyficzną liczbę wejść, każde ze wspomnianych wejść jest połączone z odpowiednim wyjściem 210, 211,212, 213 układów mnożących 206, 207, 208, 209.

Zadaniem korelatora jest korelowanie odebranego ciągu cyfrowego i ciągu znanego korelatorowi. Dla każdego odebranego ciągu cyfrowego, otrzymywany jest na wyjściu 219 zespołu sumatora sygnał, który jest proporcjonalny do wspomnianej korelacji między odebranym i znanym ciągiem cyfrowym.

Otrzymany ciąg cyfrowy jest przesunięty bit po bicie w zespołach opóźnienia czasowego 220, 221, 222, 223 przez wejście rejestru przesuwu 201. W następstwie każdego przesunięcia, współczynniki korelacji C_o, C_H C₂, ...,C_I-₁ są mnożone przez tę część ciągu, która została przesunięta w rejestrze przesuwu 200. Wynik wszystkich mnożeń jest przeniesiony na wyjścia 210, 211, 212, 213 i dodany w zespole sumatora 218, a następnie przesiany na wyjście 219. Może być to zapisane matematycznie jako suma splotu; gdy sygnał wyjściowy na wyjściu 219 jest oznaczony jako r(k), a współczynniki korelacji są oznaczone jako d, a odebrany ciąg cyfrowy jest oznaczony jako x(i), obowiązywać będzie następująca zależność:

Κ*)=Σ<0 *(*-») (=0

Długość L filtru, tzn. liczba zespołów opóźnienia czasowego 220, 221, 222, 223 w rejestrze przesuwu i litt-zba układów mnożących 20^, 207, 2^(758, 209 j est 0ak dobrana, 2by odpowizdała b itów w uwanym cii^u. CMy wybrsnaje s2 bmma repreacntocja nkladąjąoa rię w -ΙΛΗ or£zgd^b odebram’ c^yw cedrowy ^d zwmy ci^ cyfrowy aą wd2jemnie takia same, na zrywem U9 ζολρο^ sumatora oirzymaw⁰ j czi a^nał sów-. w tzn. równy dhegości odetyanc, ^wo cią^ c^zwp^.

^Μ^Ο^κ^γ ^z korelatora rzadko będzie osiągał maksymalną wartość L, przy korelowsum w o^zoeno^jzi szumu. Dlotego w©²^dujeo podjęrtó d<w^yzji zw^tmej z waUością ^deogcwą. dla której ^<-d>^ie mię prayemować, tó odebra2^o ciąg cyfrozy w^pzⁱm·kzaj^gco pddob2y do znaórgo οϊλκ-ο cyfrawojiyy w odebrany e^ cyfromy soow⁰e ędake^Sowzc}' jato p^ug^ć^y sydułu·kni2gjąc^g. zynchroniadj^ak0j któsy o^fpow^jada w^bianemu cugowe' cyo frowamuject czcsjuni wessy ^adtysem.

^yą peceązjmniej twy tetotóp problemy, które należy rozważyć przy zastosowaniu korelatora w 2syoo^kcynⁱgznym o°bioroe znanr^yo c^]t^u cyfrowegu. Po pie2wszz^, g^podpN ]μ0duje aiw w o⁰chracym c^u, moai ²υ⁰ mii^sowem^,y^pyfaⁱe ps^upiou pe azacenym prawdojrodoHe²s^em^{o a}eyw⁰o^mi^ąobieńytwo frćkm wyfoyCa pszeełpnego ^uodpⁱcu u^0ywlpaw jdot wepó^tcreynik F^m t^g2ⁱsa R-dest w fahzywe o⁰caoρeni2)ⁱ G^^got 2^ua^prsnyⁱ c.o pwdpis mejcsj w^²ó)^ąy c pcwodu bł^u, no przyfozd wo u^auie^ą mterferencji htó eyamw. ^jo itóugie, sy^d w^ojśc^josry p koualeⁱyra nie ^rże ^kfocwe^ zgóty ii^fee^eioner warturó progowej, gdy ^jsiOł w⁰ s^ą-u^e^s wec^urⁱokl^u foce.atoniepst ^dor^ofvnyszsm^ó o ^.Ιρ^οοο. ^zrawdopodu^sie^zdtws wy^us^gwio ^sez kwrefotor podtyeu w αρτοη^ loswicym Cos, ufoeślanr po^k. wjpółau^b-deik RA. (^ο^οA^jann o Fcfrzywy A^n/ Pw podcwor r^jdcchuca^ezowen^ja ^sw spózegófodc ważnC^j że wybrypy F^Z^{0 m}a dwbre wtysnuró wródc ^j korę róg nizajzmnej ^j isn. wads^óu ko rerów po. wubrw by² tylko r/tedty wyro^acc gdy ^popwsowwi^k jeside r^^j^^jś zc^u¹^,! ^{i p}owmca ^yy^d rnska che ^ton2s^o ^esdoró muęfrity ώ⁰©]! odebnwr^edo iuncnym zo^em. Τ° w^-cc pyw^dpca t>yć otrzymąha wyrafria wy-tość szczyiowu odr^yrany c^iyy dokrówie jest ²o^aąs2wcny ^jo siągu zswwⁿk .

Wc^k0Sea^gne^łkⁱ F^{w k} FR są zależne od z góry określonej wartości progowej, która musi być przekroczona j^czez waF^C kwuelacii aby sorSa^j wygenerowany i^^ąign<^u im^sw oykc^yecy^jza2jⁱ ec^ąy^<0 prazo zcspó^{j f}o^cujmkjⁿeydey^ucj^a l^w0, Ta wwrko^sć ^ysogooksc^ąlona ^kiywą Πρύ^ bitów, który musi ^{2ua n}raje^łąłowa w odebranym c^ka^u ć^yfrosvym w perównuom pz ozan^ąm siągiwm cyfrc-mcym. Gd^p wybroń wciUa^dj {jc(^^j^yw^ ,^est oforóny ^ws długwró ^{u y}esZiⁱjn^j w p-ó^IwI L-R ws^yóⁱcy^do.ni^{w r}R ^0kdz^je mml dużąmkrtd^se, poniuważjedyeiu folki

183 699 błędów w odebranym ciągu cyfrowym, po porównaniu ze znanym ciągiem cyfrowym, na przykład dwa błędy, będzie powodowało odrzucenie wykrycia. Z drugiej zaś strony, jeżeli zostanie wybrana niska wartość progowa, np. 5, wysoką wartość będzie miał współczynnik FA, ponieważ jedynie kilka prawidłowych bitów w odebranym ciągu cyfrowym, w przedstawionym przykładzie 5 prawidłowych bitów, będzie wywoływało sygnał impulsu synchronizacji czasowej. Określono więc wartość progową, przy której współczynniki FA i Fr są minimalne. Wartość progowa, przy której wspomniane współczynniki są jednocześnie minimalne, będzie zależała od długości L podpisu. Im dłuższy jest podpis, tym niższy jest współczynnik FA i jednocześnie współczynnik Fr. Podobnie, własności własne i własności korelacji wzajemnej podpisu zależą od długości podpisu. Im dłuższy jest podpis, tym lepsze są własności własne i własności korelacji wzajemnej. Jednakże istnieje praktyczna górna granica długości podpisu, ponieważ długi podpis wymaga długich korelatorów, które są trudne w zastosowaniu i charakteryzują się dużym poborem mocy.

Chociaż w niniejszym wynalazku wykorzystano krótki korelator, ma on zasadniczo takie same własności jak długi korelator. Zostało to osiągnięte przez podział znanego ciągu cyfrowego na z góry określoną liczbę segmentów S1, S2,..., Sn, i z racji długości zastosowanego korelatora do odbioru podpisu, odpowiadającej długości ostatniego segmentu. Korelacja jest dokonywana segmentami, przy czym każdy z segmentów ma odpowiadającą wartość progową TV1, TV2,..., TVn. Gdy zostaje odebrany pierwszy segment, a wartość korelacji segmentu a1 przekracza odpowiadającą mu wartość progową TV1, wartość korelacji załadowana zostaje do pamięci. Oczekiwany jest następnie drugi segment, a gdy zostaje on debrany, zapamiętana wartość a1 dodawana jest do wartości korelacji a2 drugiego segmentu. Wynik tego sumowania, wartość sumy a1+a2, musi przekroczyć wartość progową TV2 odpowiadającą wspomnianemu drugiemu segmentowi jeżeli drugi segment ma być uważany za odebrany. Sygnał impulsu synchronizacji czasowej jest wygenerowany, gdy odebrane są wszystkie segmenty, a suma wartości korelacji a1, a2,..., an segmentów przekroczyła odpowiadającą wartość progową TVn. Jeżeli suma wcześniejszych wartości korelacji ał+a2+...+a(m-1) dodana do wartości korelacji am ostatniego korelowanego segmentu Sm nie przekracza wartości progowej TVm odpowiadającej ostatniemu segmentowi, wszystkie wcześniej odebrane segmenty są odrzucone i ponownie oczekiwany jest pierwszy segment S1.

Na figurach 4, 5a 6 i 7 przedstawiono kilka przykładów możliwości podziału ciągu na segmenty. Czas został oznaczony jako T. Pierwszy segment w ciągu zastał oznaczony jako S1, drugi segment w ciągu został oznaczony jako S2 i tak dalej. Na fig. 4 przedstawiono przykład podziału ciągu na trzy segmenty o wzajemnie różnej długości, a na fig.5a przedstawiono ciąg podzielony na cztery segmenty o tej samej długości o różnych wzorcach bitowych. Na fig. 6 przedstawiono ciąg podzielony na cztery równe segmenty o tym samym wzorcu bitowym, a na fig. 7 przedstawiono ciąg składający się z czterech segmentów o takiej samej długości i takim samym wzorze bitowym za wyjątkiem segmentu 33, który jest zanegowany w porównaniu z pozostałymi segmentami. Binarny wzorzec bitowy segmentu może być wybrany na różne sposoby. Bity mogą być rozmieszczone losowo lub mogą być tak wybrane, aby tworzyły ciąg o dobrych własnościach własnych i korelacji wzajemnej, na przykład kod o maksymalnej długości tzw. ciąg Barker'a, tzw. ciąg Gold'a lub inny ciąg, który ma pożądane właściwości. Różne segmenty na fig. 7 są zanegowane względem siebie, a zanegowanie segmentów może być również realizowane na wiele sposobów. Zanegowanie segmentów może być losowe lub może być wybrany taki ciąg, który ma dobre własności własne i korelacji wzajemnej, jak na przykład kod o maksymalnej długości, ciąg Barker'a, ciąg Gold'a lub inny ciąg mający pożądane własności. Z zanegowanych segmentów otrzymuje się w procesie wykrywania kolejny korelator, którym jest wskazany korelator segmentów. Zanegowanie segmentów może być również rozwinięte na jeszcze więcej poziomów tak, że można otrzymać wielociąg składający się z kilku wyżej opisanych negowań segmentów. Kila wielociągów jest połączonych dla stworzenia super-ciągu, a kilka super-ciągów tworzy hiper-ciąg. Dzieląc znany ciąg na te poziomy otrzymuje się pięć korelatorów, które dalej poprawiają własności własne i korelacji wzajemnej ciągu.

183 699

Aby uzyskać wystarczająco dobre własności własne i korelacji wzajemnej ciągu synchronizującego w zaszumionej atmosferze, ciąg będzie korzystnie zawierał przynajmniej 64 bity. Przykładami wykorzystywanych w synchronizacji ciągów są: ciąg synchronizujący, który składa się z 64 bitowego impulsu synchronizującego w kanale synchronizującym (SCH), wykorzystywany w (GSM); ciąg rozproszony w kanale kontrolnym (PCCH), który ma długość 255 bitów, wykorzystywany w projekcie CODIT (CDMA); ciągi rozproszone, które zawierają 64 i 32768 bitów, wykorzystuje systemem CdMa z QuAlCOMM, IS-95.

Na figurze3 przedstawiono wykonanie układu zgodnego z wynalazkiem. Korelator 300 ma wejście 301, wejście współczynników 302 i wyjście 303. Wejście 302 jest łącznym oznaczeniem wejść 214-217 z fig. 2. Wejście 305 do sumatora 304 połączone jest z wyjścia 303 korelatora, wspomniany sumator ma ponadto kolejne wejście 306 i wyjście 307. Pamięć 308 ma wiele wejść i jedno wyjście 309, w której to pamięci wejście 310 jest połączone z wyjściem 307 sumatora. Jednostka sterująca 311 ma wiele wejść i wyjść, w której to jednostce wyjście 312 jest połączone z wejściem współczynników 302 w korelatorze 300, inne wyjście 313 generuje sygnał impulsu synchronizacji czasowej Ts, jedno wejście 314 jest połączone z wyjściem 307 w sumatorze 304, jedno wyjście 315 jest połączone z wejściem 316 pamięci 308 i jedno wyjście 322 połączone jest z wejściem 318 pamięci 308. Rejestr zegarowy 319 ma wiele wejść i wyjść, jedno wejście 320 połączone jest z wyjściem 323 w jednostce sterującej, jedno wejście 321 jest połączone z wyjściem 317 jednostki sterującej, i jedno wyjście 324 jest połączone z wejściem 325 jednostki sterującej.

Aby układ działał, niezbędne jest wyposażenie układu w centralny zegar. Zegar ten nie jest przedstawiony na żadnej figurze. Synchronizowana logika jest warunkiem wstępnym i jest niezbędne, aby wszystkie zespoły były taktowane z jednostki sterującej. Układ może być synchronizowany za pomocą zboczy narastających impulsów albo za pomocą zboczy malejących impulsów, w ciągu impulsów zegara centralnego. Sygnałom, które są wysyłane między różnymi zespołami w układzie odpowiadają wyjścia, które stają się aktywne, np. zmiana poziomów, przy czym ta zmiana poziomu jest wykrywana na wyjściach po pierwszym odebraniu zbocza impulsu zegara (narastającego lub opadającego) z zegara centralnego.

Zadaniem korelatora 300 jest odbieranie segmentów cyfrowych na wejściu 301 i wytwarzanie na wyjściu 303 sygnału wyjściowego, który jest proporcjonalny do korelacji między odebranym segmentem cyfrowym i znanym segmentem cyfrowym. Zadaniem wejścia 302 korelatora 300 jest doprowadzenie różnych współczynników korelacji C_o, C„,.., Cl, do korelatora 300, przy czym współczynniki korelacji są wzorem bitowym znanego segmentu cyfrowego. Działanie sumatora 304 polega na dodaniu wartości na jego jednym wejściu 306, a doprowadzonym z wyjścia 309 pamięci 308 do wartości korelacji na innym wejściu 305 doprowadzonym z wyjścia 303 korelatora 300. Wynik tego sumowania uzyskany jest na wyjściu 307. Sumator 304 i pamięć 308 tworzą razem akumulator 1106. Jednostka sterująca 311 ma za zadanie kontrolę korelacji wszystkich segmentów, które mają z góry określoną swoją liczbę, długość i konfigurację. Jednostka sterująca 311 ma więc informację dotyczącą odpowiednich wartości progowych segmentów i w jaki sposób znany ciąg cyfrowy jest tworzony, tzn. liczbę segmentów, długość segmentów i wzorce bitowe wspomnianych segmentów. Wejście 314 jednostki sterującej jest połączone z wejściem 307 sumatora, dla porównania wartości doprowadzonej przez wyjście 307 ze z góry określoną wartością, progową, przy czym ta wartość progowa należy do segmentu, którego wartość korelacji była dodana ostatnio w sumatorze 304 . Przed odebraniem i zaakceptowaniem pierwszego segmentu 31 przez jednostkę sterującą311, wyjście 315 staje się aktywne za pomocą sygnału LD1. Gdy wyjście 315, które jest połączone z wejściem pamięci 316, jest aktywne, wartość korelacji jest załadowana bezpośrednio do pamięci bez dodawania. Sygnał LDl jest wykorzystany, gdy nie jest konieczne dodanie wartości korelacji i wartości w pamięci. Sygnał LDl pozostaje aktywny, gdy wartość wejścia 314 nie przekracza wartości progowej, co oznacza, że wartość zapamiętana w pamięci będzie zastąpioną przez następną wartość korelacji z korelatora 300. Zadaniem rejestru zegarowego 319 jest odbieranie na wejściu 320 sygnału LD3 z jednostki sterującej 311, sygnał ten inicjuje z góry określoną wartość startową rejestru zegarowego, która jest proporcjonalna do długości następnego przychodzącego segmentu. Na przykład, jeżeli następny segment składa

183 699 się z 30 bitów, do rejestru zegarowego jest wprowadzona wartość 30. Wartość startowa jest następnie zmniejszana do O, przez zmniejszenie wspomnianej wartości o 1, za każdym razem gdy aktywne jest wyjście 323 (DN3) jednostki sterującej połączone z wejściem rejestru zegarowego 321, a rejestr zegarowy odbiera, w tym samych czasie, zbocze impulsu zegara z zegara centralnego. Rejestr zegarowy 319 wysyła sygnał Z na wyście 324 do jednostki sterującej 311, gdy następna wartość korelacji ma być dodana do wartości w pamięci 308, tzn. gdy rejestr zegarowy osiąga wartość O i gdy ostatnia wartość korelacji ma być potem porównana z odpowiadającą wartością progową. Ponieważ oczekuje się, że wartość korelacji następnego przychodzącego segmentu ma być maksymalna, gdy cały otrzymany segment jest przesunięty w rejestrze przesuwu korelatora, wszystkie inne wartości korelacji nie są istotne podczas tego przesunięcia segmentu, a układ czeka przed dodaniem wartości korelacji następnego przychodzącego segmentu do wartości, do wartości zapamiętanej w pamięci, dopóki wartość segmentu nie jest maksymalna. Jednostka sterująca 311 jest również tak skonstruowana, że może odbierać na wejściu 325 sygnał S z wyjścia 324 rejestru zegarowego, a wspomniany sygnał Z inicjujący sygnał ACC1 na wyjściu jednostki sterującej 322 do wejścia pamięci 318. Z kolei, sygnał ACC1 inicjuje dodatkową procedurę w sumatorze 304, a następnie porównanie wartości na wejściu 314 jednostki sterującej 311 z odpowiadającą wartością progową zapamiętaną uprzednio w jednostce sterującej. Jednostka centralna 311 może podjąć jedną z trzech możliwych decyzji po wspomnianym porównaniu. 1) Jeżeli wartość przewyższa odpowiadającą wartość progową i został odebrany ostatni segment, generowane są następujące sygnały: sygnał impulsu synchronizacji czasowej Ts z jednostki sterującej 311 na wyjściu 313, sygnał LD1 na wyjściu 315 i współczynniki korelacji pierwszego segmentu na wyjściu 312. 2) Jeżeli wartość przewyższa odpowiadającą wartość progową, i został odebrany nie ostatni segment, jednostka sterująca 311 generuje współczynniki korelacji następnego przychodzącego segmentu na wyjście 312. Rejestr zegarowy zostaje również inicjowany wartością równą długości następnego przychodzącego segmentu. 3) Jeżeli wartość nie przekracza odpowiadającej wartości progowej, następuje wygenerowanie: sygnału LD1 z jednostki sterującej 311 na wyjściu 315 i współczynniki korelacji dla pierwszego segmentu S1 na wyjściu 312. Pamięć 308 jest tak skonstruowana, że może odbierać na wejściu 316 sygnał LD1, który powoduje załadowanie wartości korelacji bezpośrednio do pamięci 308 przez wejście 310, bez dodawania wartości korelacji i wartości zapamiętanej w pamięci. Pamięć 308 jest również przeznaczona do otrzymywania sygnału ACC1, sygnał ten inicjuje dodanie wartości korelacji i wartości zapamiętanej w pamięci w sumatorze 304 i zapamiętanie wyniku w pamięci. Dana wartość korelacji lub suma kilku wartości korelacji może być również równa lub przewyższać odpowiadającą wartość progową. Jest istotne, że odpowiadają one wartości progowej związanej z wartością korelacji lub sumie kilku wartości korelacji.

Na figurze 5b przedstawiono konfigurację odebranego ciągu cyfrowego, podczas gdy fig. 5a przedstawia odpowiadający znany ciąg cyfrowy. Obecnie zostaną szczegółowo opisane wydarzenia, które będą miały miejsce po odebraniu ciągu cyfrowego, jak przedstawiono na fig. 5b i gdy oczekiwany jest znany ciąg cyfrowy przedstawiony na fig. 5a. Gdy ciąg cyfrowy przedstawiony na fig. 5a jest użyty do synchronizacji, korelator 300 będzie miał długość L=7, ponieważ segment ma długość 7 bitów. Zakładamy, że została z góry określona wartość progowa dla segmentu S1 jako TV1=3, segment S2 będzie miał wartość progową TV2=4, segment S3 będzie miał wartość progową TV3=7, a segment S4 będzie miał wartość progową TV4=9. Wybór wartości progowych TV1, TV2, TV3, TV4 powoduje, że przekroczenie wartości progowej zależy od wcześniejszych wartości korelacji, co zostanie teraz pokazane. Korelator odebrał współczynniki korelacji (C_o, C„ C2, C₃, C4, C₅, C₆) = (+1, +1, -1, -1, +1, +1, +1) dla segmentu S1 na fig. 5a i oczekuje na pierwszy segment S1. Wyjście 315 jednostki sterującej 311 jest uaktywnione, co oznacza, że wartości korelacji są ładowane bezpośrednio do pamięci 308 i porównane w jednostce sterującej 311. Sygnał wyjściowy 303 nie będzie osiągał wartości równej 5 dopóki cały pierwszy segment S1 odebranego ciągu cyfrowego na fig. 5 nie będzie przesunięty w korelatorze, ponieważ jedynie bit C₃ w pierwszym segmencie ma błąd, wspomniana wartość będąca wartością korelacji al=5 dla S1 jest większa niż wartość progowa TV1=3 należąca do S1. Fakt, że sygnał wyjściowy z korelatora 303 jest większy

183 699 niż wartość progowa TV1 pierwszego segmentu Si jest wykryty w jednostce sterującej 311, i jednostka sterująca wysyła sygnał LD3 do rejestru zegarowego 319 dla inicjacji ładowania wcześniej wspomnianej wartości startowej. Wartości startowe rejestru zegarowego mają ogólnie różne wielkości, wspomniane wielkości reprezentują długość następnego sygnału przychodzącego. W przedstawionym wykonaniu, wszystkie segmenty mają tą samą długość równą 7 i wartość startowa rejestru zegarowego w przedstawionym przykładzie jest również 7. Jednostka sterująca 311 wysyła również nowe współczynniki korelacji dla S2 (pokazanym na fig. 5a) do korelatora przez wejście korelatora 302. Rejestr zegarowy 319 odlicza w dół z jednym przyrostem, za każdym razem gdy wyjście DN3 jednostki sterującej jest aktywne, w tym samym czasie gdy rejestr zegarowy otrzymuje zbocze impulsu taktującego z zegara centralnego. Gdy rejestr zegarowy osiągnie O, co odpowiada oczekiwaniu osiągnięcia przez sygnał wyjściowy korelatora 303 swojej największej wartości, rejestr zegarowy wysyła sygnał S do jednostki sterującej 311. Z kolei jednostka sterująca 311 wysyła sygnał ACC1 do pamięci 308, dla inicjacji dodania wartości korelacji a2 dla S2 i wartości zapamiętanej, którą jest wartość korelacji a1 pierwszego segmentu S1, wynosząca 5. Dodawanie jest realizowane w sumatorze 304 i daje wynik a1+a2=6, ponieważ S2 na fig. 5b ma trzy błędne bity, co daje wartość korelacji a2=1. Wartość a1+a2=6 jest załadowana do pamięci 308. Wartość progowa TV2 dla S2 jest przyjęta jako 4, co oznacza, że przyjmuje się, że S2 został odebrany, i rejestr zegarowy jest teraz ustawiony na następną wartość startową, która odpowiada długości segmentu S3. Kolejne dodawanie jest wykonane dla wartości korelacji a3 segmentu S3 i wartości zapamiętanej w pamięci al+a2, która wynosi teraz 6. Wynikiem, sumowania jest a1+a2+a3=9, co jest wartością większą niż wartość progowa TV3, odpowiadająca 33. Następne dodawanie wykonane jest między wartością, korelacji a4 segmentu S4, która wynosi 1, a wartością, która jest zapamiętana w pamięci, która wynosi 9. Wynikową wartościąjest wartość a1+a2+a3+a4=10, która jest większa niż wartość progowa TV4 ostatniego segmentu S4, i w konsekwencji jednostka sterująca 311 generuje sygnał impulsu synchronizacji czasowej Ts na wyjściu 313.

Gdy wzorce bitowe odpowiednich segmentów są takie same i mają dobre własności własne i korelacji wzajemnej, poszczególne segmenty będą miały dobre właściwości własne i korelacji wzajemnej, podczas gdy pełny podpis nie będzie miał dobrych właściwości własnych i korelacji wzajemnej. Może tak być, ponieważ sygnał impulsu synchronizacji czasowej Ts był wygenerowany jeden lub kilka segmentów za wcześnie lub za późno. Zostanie to wyjaśnione na przykładzie. Załóżmy, że mamy pięć segmentów, każdy zawierający .30 bitów, co daje długość podpisu 150, oraz że ostatnia wartość progowa dla wygenerowania sygnałU impulsu synchronizacji czasowej wynosi 110. Przyjmijmy również, że pierwszy segment zawiera dużo szumu i jest całkowicie stracony, oraz że następne przychodzące segmenty są bezbłędnie odebrane. Gdy układ odbiera drugi segment, wskazuje on, że jest to pierwszy segment i gdy układ wskazuje po pewnym czasie, że właśnie piąty segment zostaje odebrany, faktycznie został odebrany szum. Cały odbiór jest w ten sposób przesunięty o jeden segment. Tym niemniej, ponieważ zostały odebrane cztery bezbłędne segmenty (od drugiego segmentu do piątego włącznie), suma 30+30+30+30+120 została już otrzymana, będzie wygenerowany za późno sygnał impulsu synchronizacji czasowej, o czas odpowiadający długości jednego segmentu. Wykonane jest sprawdzenie dla ustalenia czy wszystkie segmenty zostały prawidłowo odebrane, przez ustalenie kodu na poziomie segmentu i sygnał impulsu synchronizacji czasowej jest otrzymany we właściwym punkcie czasu, tzn. gdy ostatni segment w ciągu jest wykryty. Kodowanie segmentów polega na zanegowaniu jednego lub większej ilości segmentów w odniesieniu do pozostałych segmentów, co zapewnia kolejną korelację, chociaż na poziomie segmentów. Na fig. 7 przedstawiono przykład takiego kodowania segmentów.

Na figurze 9 przedstawiono wykonanie układu wynalazku, dla synchronizacji nadajnika i odbiornika, w którym odbierane są znane segmenty cyfrowe, a którym przydzielono ten sam wzorzec bitowy, w wersji z zanegowanymi i nie zanegowanymi segmentami. Układ przedstawiony na fig. 9 różni się od układu przedstawionego na fig. 3 tym, że zastosowano w nim układ mnożący 900 między korelatorem 300 i sumatorem 304, oraz tym, że jednostka sterująca nie jest połączona do korelatora 300, ponieważ wykorzystane są we wszystkich segmentach te same współczynniki korelacji. Gdy segment zanegowany jest korelowany w korelatorze 300 ze

183 699 współczynnikami korelacji przeznaczonymi dla segmentu nie zanegowanego, uzyskuje się sygnał wyjściowy, którego wartość jest taka jak dla segmentu nie zanegowanego, ale ujemny. Wyjście 902 jednostki sterującej jest połączone z wejściem 901 układu mnożącego. Jednostka sterująca 311 dostarcza do układu mnożącego 900 +1 i -1 w takiej kolejności, że otrzymywane są wartości dodatnie. Gdy ma być korelowany segment zanegowany, jednostka sterująca dostarcza -1 do układu mnożącego, co powoduje dodatnią wartość korelacji dla segmentu zanegowanego, a gdy nie zanegowany segment ma być korelowany, jednostka sterująca dostarcza +1 do układu mnożącego. Gdy segmenty są odebrane błędnie, uzyskuje się ujemne wartości poniżej układu mnożącego. Gdy zostaje uzyskana ujemna wartość korelacji poniżej układu mnożącego 900, ma to wpływ na nowo rozpoczęty proces wykrywania, ponieważ ujemna wartość korelacji jest dodawana do wartości zapamiętanej pamięci 308, a uzyskana suma jest mniejsza od poprzednio zapamiętanej wartości. Oznacza to, że całkowita suma wartości korelacji nie będzie przekraczała odpowiadającej jej wartości progowej i proces wykrywania rozpoczyna się ponownie od segmentu S1. Układ przedstawiony na fig.9 działa w innych przypadkach w ten sam sposób jak układ przedstawiony na fig. 3. Jednostka sterująca posiada informację dotyczącą wartości progowej jaka musi być przekroczona przez każdy segment, oraz czy z danym segmentem związana jest wartość +1 lub -1. Korelator segmentów uzyskany jest z wykorzystaniem tego układu mnożącego.

Na figurze 10 przedstawiono kolejne wykonanie części będącego przedmiotem wynalazku korelatora. Układ ten zawiera określoną liczbę liczników, pamięci i rejestrów zegarowych dla jednoczesnego odbioru podpisów. Użycie tylko jednego licznika, jednej pamięci i jednego rejestru zegarowego może spowodować niezauważenie podpisu wysłanego przez nadajnik, ponieważ układ jest pasywny po akceptacji segmentu S2, tzn. oczekuje na segment S2 i może w związku z tym nie dokonać wykrycia innego podpisu. Na przykład, jeżeli na skutek szumu układ jest wprowadzony w błąd i uważa, że został odebrany segment S1, a prawidłowy podpis nadejdzie w czasie czasu biernego, układ nie będzie mógł dokonać wykrycia, ponieważ oczekuje na segment S2 błędnego podpisu. Gdy zostanie użyte kilka liczników, rejestrów zegarowych i pamięci, możliwe jest przetwarzanie kilku możliwych podpisów w tym samym czasie. Zastosowanie kilku liczników, rejestrów zegarowych i pamięci umożliwia o-kreślenie wartości progowej dla pierwszego segmentu S2 na niskim poziomie, bez obawy utraty dowolnego segmentu na skutek fałszywego alarmu. Układ przedstawiony na fig. 10 składa się z zespołu 1000, określonej liczby pamięci 308, sumatorów 304 i inwertorów 900 oraz zespołu rejestrów zegarowych, który zawiera wszystkie rejestry zegarowe 319. Ustawienie sygnału i zasada działania są takie same, jak to zostało wcześniej opisane, chociaż inicjowane jest wiele pamięci, inwertorów, sumatorów i rejestrów zegarowych dla odebrania sygnału, w wyniku wysłania ich adresów do magistrali adresowej 1002. Przedstawiony sygnał RESET3 jest nowy, sygnał ten jest globalnym sygnałem zerującym, który jest wtedy wysiany, gdy odebrany podpis spełnia wymagane warunki do wysłania sygnału impulsowego synchronizacji czasowej.

Przykład wykonania układu według wynalazku, wcześniej opisany w odniesieniu do fig. 3 i fig. 9, będzie teraz bardziej szczegółowo opisany w odniesieniu do fig. 11 fig. 12.

Na figurze 11 przedstawiono bardziej szczegółowy schemat blokowy zawierający jednostkę sterującą 311, rejestr zegarowy 319, pamięć 308 i sumator 304. Fig. 11 jest bardziej szczegółowym schematem blokowym układu z fig. 3, chociaż nie jest przedstawiony na nim korelator. Jednostka sterująca składa się z komparatora 1100, który doprowadza sygnał wyjściowy C do skończonej maszyny stanów 1102. Sygnał wyjściowy C zależy od stosunku sygnału wejściowego X, który jest sygnałem wyjściowym sumatora, oraz sygnału wejściowego Y, który odpowiada wartości progowej. Wartość progowa 1107 jest rozprowadzana z rejestru 1101 jednostki sterującej 311. Jednostka sterująca 311 zawiera ponadto licznik 1103, który zlicza przypadki, w których wyjście UP2 skończonej maszyny stanów, połączone do wejścia UP2 licznika 1103, jest aktywne w tym samym czasie, gdy licznik 1103 odbiera zbocze impulsu zegara z zegara centralnego. Wyjście UP2 staje się aktywne po każdym odebranym segmencie. Licznik 1103 wysyła do rejestru 1101 i skończonej maszyny stanów 1102 numer segmentu 1109 tak, że wspomniany rejestr i maszyna posiadają informację który segment ma

183 699 być przetwarzany. Skończona maszyna stanów może być zastosowana jako sieć połączeń (tzn. bramki NOT-AND lub NOT-OR), lub z pamięcią rOm, która decyduje o tym, jakie będą wysłane sygnały sterujące. Decyzja zostaje podjęta w zależności od wartości sygnałów wejściowych L, C i numeru segmentu. Rejestr zegarowy 319 zawiera licznik 1104 i przynajmniej jeden rejestr 1105. Rejestr 1105 zawiera wartości startowe rejestru zegarowego 319, i te wartości startowe są ustawiane w liczniku 1104 w wyniku sygnału LD3 ze skończonej maszyny stanów. Licznik 1104 odlicza w tył do O sygnał DN3 ze skończonej maszyny stanów 1102, a gdy osiąga O doprowadza sygnał Z, do wspomnianej skończonej maszyny stanów. Skończona maszyna stanów wysyła wtedy sygnał ACC1 do pamięci 308, powodujący dodanie wartości pamiętanej w pamięci do wartości korelacji. Różne sygnały są wysłane ze skończonej maszyny stanów 1102, odpowiednio do wyniku otrzymanego w komparatorze. Jeżeli spełniona jest relacja X>Y, wysłany jest sygnał UP2, który powiększa o jeden przyrost zawartość licznika, zgodnie z czym nową wartością licznika 1103 będzie numer następnego przychodzącego segmentu. Licznik 1103 prowadzi zapis segmentu, który jest następny w kolejce do korelowania i porównania. Nowe współczynniki korelacji 1108, zapamiętane w rejestrze 1101, są również wysłane do korelatora 300, gdy licznik 1103 powiększył swoją wartość. Sygnał LD3 jest również wysłany z jednostki sterującej do licznika 1105, dla ustawienia licznika 1104 na nową wartość startową Jeżeli relacja X>Y nie jest spełniona, sygnał RESET2 jest wysłany dla ustawienia licznika 1103 na zero. Sygnał LD1 jest wysłany ze skończonej maszyny stanów 1102 do pamięci, dla załadowania wartości korelacji bezpośrednio do pamięci. Sygnał LD1 jest użyty, gdy dokonane jest wykrycie pierwszego segmentu S1. Sygnał impulsu synchronizacji czasowej Ts jest wysłany, gdy ostatni segment jest korelowany i spełniona jest relacja X>Y. Sumator 304 i pamięć 308 zastosowane są wspólnie z akumulatorem 1106.

Na figurze 12 przedstawiono wykonanie jednostki sterującej 311 dla wykonania układu przedstawionego na fig.9. Różnica między wykonaniami przedstawionymi na fig. 11 i fig. 12 polega na tym, że rejestr 1101 zwiera współczynniki inwersji 1200 inwertora 900, powodujące uzyskiwanie zawsze dodatniej wartości korelacji otrzymywanej w sumatorze 304. W wykonaniu tym wykorzystuje się podobne lub zanegowane segmenty, nie jest więc konieczne wysyłanie przez jednostkę sterującą 311 nowych współczynników korelacji.

Na figurze 8 przedstawiono sieć działań procedury użytej przez układ przedstawiony na fig. 3, gdy został wykryty ciąg znany odbiornikowi. Wykrycie to jest wynikiem korelacji w segmentach. Po pierwsze, współczynniki korelacji C_o, C„ ..., C₁₄ są ustawiane w korelatorze na swoje z góry określone wartości w kroku 800, wspomniane współczynniki korelacji odpowiadają pierwszemu znanemu segmentowi S1. Pierwszy segment 500 jest następnie korelowany z odebranym ciągiem w kroku 801. Wartość korelacji a1 pierwszego segmentu S1 jest załadowana do pamięci 308 w kroku 802. Następnie w kroku 803 wykonane jest porównanie między wartością korelacji a1 i wartością progową TV1, odpowiadającą pierwszemu segmentowi S1. Jeżeli wartość korelacji a1 nie przekracza wartości progowej TV1, zgodnie z alternatywą NO, oznaczajsącsą że pierwszy znany segment S1 nie jest uważany za otrzymany, korelowanie jest powtórzone w kroku 801 z tymi samymi współczynnikami korelacji, i podjęta zostaje nowa próba znalezienia pierwszego segmentu S1. Jeżeli wartość korelacji przewyższa wartość progową TV1, zgodnie z alternatywą YES, oznacza to, że pierwszy segment traktowany jest jako odebrany, i w kroku 804 ustawiany jest rejestr zegarowy na wartość t1a, dla której wartość korelacji a2 drugiego segmentu S2 ma osiągnąć swoją maksymalną wartość, ta wartość korelacji a2 jest następnie dodana do wartości korelacji a1 zapamiętanej w pamięci. Punkt czasu tła, w którym założono osiągnięcie przez wartość korelacji drugiego segmentu swojej maksymalnej wartości jest czasem, w którym cały drugi segment 501 został przesunięty w rejestratorze przesuwu 200. Współczynniki korelacji drugiego znanego segmentu S2 są wysłane do korelatora w kroku 805. Procedura jest teraz pasywna i w kroku 806, czeka na sygnał z rejestru zegarowego informujący, że wartość korelacji a2 drugiego segmentu będzie dodana do wartości a1 w pamięci 308. Wartość korelacji a2 drugiego segmentu jest dodana do wartości a1 w pamięci 308 w kroku 807. Suma al+a2 jest następnie ładowana do pamięci w kroku 808. Suma al+a2 tego dodawania jest następnie porównywana

183 699 w kroku 809. Jeżeli, zgodnie z alternatywą NO, suma al+a2 nie przekracza odpowiadającej wartości progowej TV2 drugiego segmentu S2, procedura powraca do kroku 800. Z drugiej strony, jeżeli suma a1+a2 przekracza odpowiadającą wartość progową TV2 drugiego segmentu 32, zgodnie z alternatywą YES, następuje sprawdzenie w kroku 8l0 dla ustalenia, czy wszystkie segmenty znanego ciągu cyfrowego zostały odebrane. Jeżeli nie wszystkie segmenty zostały odebrane, zgodnie z alternatywą NO procedura wraca do kroku 804. Procedura jest powtarzana od kroku 804 do kroku 8l0 pod warunkiem, że suma al+a2+...+al+am, wartości korelacyjnej am segmentu i wartość al+a2+...+al, zapamiętana w tym momencie w pamięci przekracza wartość progową TVm odpowiadającą temu segmentowi. Jeżeli wszystkie segmenty zostały odebrane zgodnie z alternatywą YES, oraz wszystkie wartości progowe TV1, TV2,..., TVn zostały przekroczone, w kroku 809 zostaje przyjęte, że został odebrany znany ciąg cyfrowy, tzn. podpis. W tym przypadku wygenerowany jest sygnał impulsu synchronizujący czasowo Ts w kroku 811 i zostaje on użyty do synchronizacji nadajnika 100 i odbiornika 103. Procedura jest w ten sposób zakończona i może nastąpić powrót do kroku 800, gdzie następuje oczekiwanie na nowy podpis. Litery A, B, C zostały użyte do oznaczenia odpowiadających sobie punktów schematu.

Na figurze 13 przedstawiono schematycznie sposób, za pomocą którego odbiera podpis układ z fig.9. Po pierwsze, segment S1 jest korelowany w kroku 801, i wartość korelacyjna al jest mnożona w kroku 1300 przez +1 lub -1 aby otrzymać dodatnią wartość korelacji. Wynik mnożenia jest załadowany do pamięci 308 w kroku 802. Kroki 801, 1200 i 802 są powtarzane dla każdego z segmentów, które nie przekraczają wartości progowej odpowiadającej pierwszemu segmentowi Sl, co jest sprawdzane w kroku 803. Kiedy segment S1 uważany jest za odebrany, co oznacza, że wielkość wartości korelacji al przekracza wartość progową TV1 odpowiadającą pierwszemu segmentowi, rejestr zegarowy ustawiany jest w kroku 804 na wartość, która odpowiada punktowi czasu tla, w którym iloczyn wartości korelacji a2 segmentu S2 i jednego ze współczynników +1 lub -1 powinien być dodany do wartości korelacji al segmentu Sl. W kroku 806 układ czeka na otrzymanie wartości korelacji a2 segmentu S2. Gdy otrzymana jest wartości korelacji a2 segmentu S2, jest ona mnożona przez +1 lub -1 w kroku 1301. Iloczyn dodawany jest w kroku 807 do wartości al w pamięci 308, a suma a1+a2 wspomnianego dodawania jest załadowana do pamięci 308 w kroku 808. Wspomniana suma a1+a2 jest porównana w kroku 809 dla upewnienia się, czy przekracza ona wartość progową TV2 odpowiadającą drugiemu segmentowi. Jeżeli zgodnie z alternatywą NO, wartość progowa nie jest przekroczona, procedura powraca do kroku 801, a zgodnie z alternatywą YES następuje kolejne sprawdzenie w kroku 810 dla upewnienia się, czy wszystkie segmenty zostały odebrane. Jeżeli nie wszystkie segmenty zostały odebrane, zgodnie z alternatywą NO, następuje powrót do kroku 804. Kroki 804, 806, 1301, 807, 808, 809, i 810 są przeprowadzane dopóki nie zostaną odebrane wszystkie segmenty zgodnie z alternatywą YES w kroku 810 i zaakceptowane w kroku 809, po czym w kroku 811 wygenerowany jest sygnał impulsu synchronizacji czasowej i procedura wykrywania jest zakończona. Wykonany jest wtedy powrót do kroku 801 i następuje oczekiwanie na nowy podpis.

Procedura opisująca działanie układu z fig. l0 będzie teraz wyjaśniona w prosty sposób z odniesieniem do fig. 14. Układ z fig. 10 zawiera kilka liczników, rejestrów zegarowych i pamięci. Odpowiedni, st^^^i^^ różnych liczników, rejestrów zegarowych i pamięci jest symbolizowany na fig. 14 przez dwa różne stany, tzn. „czekaj na segment Sl” i „czekaj na następny segment”. Liczniki te, rejestry zegarowe i pamięci, które mają stan „czekaj na segment Sl” są wolne dla użycia do wykrywania podpisu. Jeden licznik, jeden rejestr zegarowy i jedna pamięć są przełączane do stanu „czekaj na następny segment”, gdy zostały one przeznaczone do wykrywania, która ma miejsce, gdy pierwsza wartość korelacji al przekroczyła pierwszą wartość progową TV1. Liczniki, rejestry zegarowe i pamięci, które znajdują się w stanie „czekaj na następny segment” przechodzą do stanu „czekaj na segment Sl”, gdy wykryto podpis. Gdy nie została przekroczoną wartość progową w poprzednim procesie poprzedzającym wykrywanie, licznik, rejestr zegarowy i pamięć, które były użyte dla dokładnego wykrywania, przełączają stan „czekaj na następny segment” do stanu „czekaj na segment Sl”. Ten licznik, rejestr zegarowy i pamięć zostają udostępnione dla nowego procesu wykrywania. Jest

183 699 to w zasadzie ta sama procedura jak ta opisana w odniesieniu do fig. 13, a różni się tym, że nie przekroczenie wartości progowej ma wpływ jednocześnie na kilka procesów wykrywania możliwego podpisu. Ma to miejsce tak ze współczynnikami jak i bez współczynników zanegowania segmentów. Dla bloków 801-811 obowiązują odniesienia do opisu fig. 8 i fig. 13. W kroku 1400 podjęta zostaje decyzja czy rejestr zegarowy odliczył wstecznie do O tak, że wartość korelacji jest dodana zgodnie z alternatywą YES. W kroku 1401 jest wskazane, że rejestr zegarowy jest nieobciążony, tzn. może być użyty do wykrywania nowego możliwego podpisu, a w kroku 1402 wszystkie rejestry zegarowe mają ustawianą wartość zero lub są wyczyszczone, zaraz po wygenerowaniu sygnału impulsu synchronizacji czasowej Ts.

Jak zostało wspomniane poprzednio, wartości są ładowane do pamięci przed wykonaniem porównania z odpowiednią, wartością progową. Nie jest to niezbędne. Procedura może zawierać mniej kroków. Najpierw wykonywane jest porównanie z odpowiednimi wartościami progowymi, a do pamięci załadowane zostają tylko te wartości progowe, które są przekroczone zgodnie z porównaniem. Ta procedura zmniejsza również zużycie energii.

Punkty próbkowania w poszczególnych bitach w odbieranym potoku bitów nie były brane pod uwagę w opisanym powyżej układzie i procedurze. W rzeczywistości, każdy bit ma pewien kształt i z tego powodu próbkowanie będzie korzystnie leżało w środku każdego bitu w potoku bitów. Czas próbkowania nie jest znany w zastosowaniach z korelatorami opisanymi powyżej, i dlatego korzystne jest korelowanie z różnymi punktami próbkowania w potoku bitów. W określeniu najlepszego punktu próbkowania, normalne jest próbkowanie odebranego ciągu K razy (K jest zwykle od 4 lub 16). Na fig. 15 przedstawiono korelator który wykonuje cztery korelacje z każdym bitem (K=4), zamiast jednej korelacji z każdym bitem jak to opisano powyżej. Zespoły opóźnienia czasowego 220, 221, 222, 223 zostały zwiększone czterokrotnie między każdym wyjściem 202, 203, 204, 205 w rejestrze przesuwnym 200, co oznacza, że każdy bit w ciągu będzie mnożony przez współczynniki korelacji C_o, C„..., Cl, cztery razy. Gdy korelator przedstawiony na fig. 15 jest częścią korelatora sekwencyjnego, takiego jak korelator przedstawiony na fig. 3, wszystko wykonywane jest cztery razy szybciej. Nowe zespoły opóźnienia czasowego 1500 przedstawiono na fig. 15. Rejestry zegarowe w zespole rejestrów zegarowych 1001 zwierają teraz różne czasy odniesienia dla fazy bitu i również dla fazy próbkowania.

Alternatywnym rozwiązaniem jest użycie K korelatorów równoległych dla korelacji z różnymi punktami próbkowania. Każdy korelator działa wtedy z normalną szybkością przepływu symboli.

183 699

Fig. 15

183 699

Fig. 14

140Z

183 699

Fig. 13

183 699 soli 9011

co ©

«Ό ©

CD

Fig. 12

183 699

Fig. 11

183 699

1106

1002

Fig. 110

183 699

Fig. 8

183 699 χτ co c

<υ ε

οο φ

co οο co c

Φ ε

Q0

Φ

CO

OJ

CO c:

Φ ε

Q0

Φ

CO co «—· c Φ ε αο φ co

CO

OO bu xr co c

Φ ε

O£>

φ co

CO

Φ ε

oo φ

co

OJ

CO c:

Φ ε

Ό0

Φ

CO co c

Φ ε

oo φ

co i'Q0 **—« bu

183 699 fSegment SI Segment S2 Segment S3

1'

od

Cl_i

t<15

LO

OD

Lr_ ©

in ©

© in

Fig. 5b t—

183 699

300

313

183 699

109

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym, za pomocą znanego ciągu cyfrowego, w którym to sposobie znany ciąg cyfrowy dzieli się na przynajmniej dwa rozdzielne segmenty, przydziela się określoną liczbę wartości progowych po jednej na każdy segment, koreluje się odebrany ciąg symboli z pierwszym segmentem znanego ciągu cyfrowego i otrzymuje się pierwszą wartość korelacji a1, zapamiętuje się pierwszą wartość korelacji a1, koreluje się odebrany ciąg symboli z drugim segmentem znanego ciągu cyfrowego we wspomnianym pierwszym punkcie czasu i otrzymuje się drugą wartość korelacji a2, dodaje się drugą wartość korelacji a2 do zapamiętanej pierwszej wartości korelacji a1 i otrzymuje się pierwszą wartość sumowania a1+a2, porównuje się pierwszą wartość sumowania a1+a2 z drugą wartością progową i uzyskuje się wskazanie, że został wykryty wspomniany ciąg symboli, jeżeli wspomniana suma przekracza drugą wartość progową, znamienny tym, że pierwszą wartość korelacji a1 zapamiętuje się tylko wtedy, gdy przekracza ona pierwszą (TV1) ze wspomnianych wartości progowych, przy czym przeprowadza się ustawienie pierwszego punktu czasu odpowiednio do długości drugiego segmentu (S2) i punktu czasu, w którym oczekuje się, że sygnał wyjściowy drugiego segmentu (32) z korelatora (300) osiąga swoją największą wartość oraz przeprowadza się korelację (806) odebranego ciągu symboli (SS) i drugiego segmentu (S2) znanego ciągu cyfrowego we wspomnianym pierwszym punkcie czasu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy znany ciąg cyfrowy dzieli się na więcej niż dwa segmenty (S1, S2, S3, 34, ...) zapamiętuje się pierwszą wartość sumowania al+a2 przynajmniej wtedy, gdy wartość ta przekracza wielkość drugiej wartości progowej (TV2), powtarza się ustawienie drugiego punktu czasu (t2a) zgodnie z długością trzeciego segmentu, przeprowadza się korelację (806) odebranego ciągu symboli (SS) i· trzeciego segmentu (33) znanego ciągu cyfrowego w drugim punkcie czasu (t2a) i otrzymuje się trzecią wartość korelacji a3, dodaje się trzecią wartość korelacji a3 do pierwszej wartości sumowania a2+a3 i otrzymuje drugą wartość sumowania al+a2+a3, porównuje się drugą wartość sumowania al+a2+a3 z trzecią wartością progową (TV3) i uzyskuje się wskazanie, że został wykryty wspomniany ciąg symboli, jeżeli wspomniana suma przekracza trzecią wartość progową powtarza się zapamiętywanie wartości sumowania, ustawianie punktów czasowych, przeprowadzanie korelacji odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu cyfrowego, dodawanie wartości korelacji do wartości sumowania i porównywanie wartości sumowania z wartościami progowymi tyle razy, ile wynosi liczba segmentów na które został podzielony wspomniany ciąg cyfrowy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że powtarza się zapamiętywanie wartości sumowania, ustawianie punktów czasowych, przeprowadzanie korelacji odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu cyfrowego, dodawanie wartości korelacji do wartości sumowania i porównywanie wartości sumowania z wartościami progowymi dopóki nie zostanie skorelowany ostatni segment w ciągu cyfrowym i nie zostanie wygenerowany sygnał impulsu synchronizacji czasowej (Ts) jeżeli ostatnia wartość sumowania a1+a2+... przekroczyła ostatnią wartość progową.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że znany ciąg cyfrowy dzieli się na segmenty o wzajemnie różnych długościach i przyznaje się nowe współczynniki korelacji (C„, C„ C2,...) przed każdym obliczaniem korelacji.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że znany ciąg cyfrowy dzieli się na segmenty o wzajemnie równych długościach.
6. 6. Sposób według zastrz. 5 znamienny tym, że przydziela się różne wzorce bitowe dla wspomnianych segmentów i przydziela się (800, 805) nowe współczynniki korelacji (C_o, C, C2,...) przed każdym obliczaniem korelacji.

   183 699
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że przydziela się takie same wzorce bitowe dla wspomnianych segmentów.
8. 8. Sposób według zastrz. 5 znamienny tym, że przyznaje się pewien wzorzec bitowy dla części wspomnianych segmentów i przydziela się zanegowaną wersję tego samego wzorca bitowego dla pozostałych segmentów tak, że otrzymuje się specyficzny ciąg segmentów.
9. 9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ciąg segmentów stanowi tak zwany kod o maksymalnej długości.
10. 10. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ciąg segmentów stanowi tak zwany ciąg Gold'a.
11. 11. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ciąg segmentów stanowi tak zwany ciąg Barker'a.
12. 12. Sposób według zastrz. 7 albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, znamienny tym, że gdy przynajmniej pierwsza wartość korelacji a1 przekroczyła pierwszą wartość progową (TV1) ze wspomnianych wartości progowych, przeprowadza się nową korelację odebranego ciągu symboli (SS) i pierwszego segmentu (S1) znanego ciągu cyfrowego i przeprowadza się korelację odebranego ciągu symboli (SS) i drugiego segmentu (32) kroków znanego ciągu cyfrowego w innej części odebranego ciągu symboli (SS), która jest odebraną później niż ta część ciągu symboli (SS) dla których korelacja już się rozpoczęła, i otrzymuje się powtórzone wartości korelacji b2, b2, b3,..., przy czym wartości te dodaje się do wartości sumowania i otrzymuje następne wartości sumowania, które zapamiętuje się przynajmniej gdy przekraczają odpowiadające im wartości progowe, przy czym przeprowadza się porównanie w następstwie ustalenia wspomnianego punktu czasu, przy czym zwraca się uwagę na każdy prawdziwy ciąg symboli, otrzymany po wykrytym wcześniej fałszywym ciągu symboli.
13. 13. Sposób według zastrz. 12 znamienny tym, że zeruje się (1402) przynajmniej jeden rejestr zegarowy w następstwie wygenerowania sygnału impulsu synchronizacji czasowej.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany kod o maksymalnej długości.
15. 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany ciąg Gold'a.
16. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzorzec bitowy segmentów stanowi tak zwany ciąg Barker'a.
17. 17. Układ wykrywania ciągu symboli w odbiorze asynchronicznym, za pomocą znanego ciągu cyfrowego, który to układ składa się z przynajmniej jednego korelatora do korelowania odebranego ciągu symboli i segmentów znanego ciągu symboli i otrzymywania pierwszej wartości korelacji a1 i drugiej wartości korelacji a2, przynajmniej jednej pamięci dla zapamiętania pierwszej wartości korelacji, przynajmniej jednego sumatora do dodawania drugiej wartości korelacji do zapamiętanej wartości korelacji dla otrzymania pierwszej wartości sumowania, jednostki sterującej do porównania pierwszej wartości sumowania z drugą wartością progową i wskazania, że wspomniany ciąg symboli jest wykryty, gdy pierwsza wartość sumowania przekracza drugą wartość progową, znamienny tym, że zawiera ponadto przynajmniej jeden rejestr zegarowy (319).
18. 18. Układ według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera układ mnożący.
19. 19. Układ według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że zawiera zespół sumatorpamięć-układ mnożący (1000) i zespół rejestrów zegarowych (1001), dostosowany do wspomagania jednoczesnej korelacji możliwych ciągów symboli, który to układ zawiera ponadto magistralę adresową (1002), która jest skonfigurowana do sterowania wyborem jednostek aktywnych przez adres podany przez jednostkę sterującą.