СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
METHOD OF ESTABLISHING SYNCHRONISATION OF PSEUDORANDOM SEQUENCES

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных для установления синхронизации псевдослучайных последовательностей большой длины по малому фрагменту этой последовательности (пилотному), принятому из канала связи и возможно содержащему некоторое количество ошибочных символов.
Аналогом данного изобретения является способ, описанный в статье [Калугин Е. Поиск и синхронизация псевдослучайных последовательностей. Современная электроника №9, 2009. С.30-32]. Процесс установления синхронизации заключается в определении величины сдвига принимаемой последовательности относительно опорной. Опорной последовательностью является та же последовательность, вырабатываемая на приемной стороне и сдвинутая на некоторое количество разрядов. После суммирования входной и опорной последовательностей по закону «исключающее ИЛИ» результат поступает на детекторы определенных специфичных для данной последовательности комбинаций. При срабатывании детектора логическое устройство по данным счетчика определяет, на каком такте появилась комбинация и на какое количество разрядов необходимо сдвинуть опорную последовательность для достижения полного совпадения опорной и принимаемой последовательностей.
Существенный недостаток такого способа заключается в том, что при наличии хотя бы одной ошибки в принимаемой пилотной последовательности установить синхронизацию невозможно.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, описанный в патенте РФ №2320080 от 2005 года [прототип]. Способ установления синхронизации псевдослучайных последовательностей, состоящий в том, что по принятой пилотной последовательности длины n, являющейся отрезком псевдослучайной последовательности длины n, причем n<<N, устанавливается синхронизация между всей принимаемой псевдослучайной последовательностью и вырабатываемой на приемной стороне псевдослучайной последовательностью, предусматривает получение откорректированного значения информационного сигнала путем аналоговой обработки дискретизированных отсчетов информационного сигнала с учетом уточненного предсказанного значения сигнала, полученного на основе рекуррентного преобразования ранее принятых и оцененных информационных сигналов.
Существенным недостатком прототипа является сложность получения оценки принимаемого сигнала, а также невозможность установления синхронизации в случае нескольких подряд ошибочно принятых символов.
Целью изобретения является уменьшение времени на установление синхронизации между принимаемой псевдослучайной последовательностью и последовательностью, вырабатываемой в приемнике с минимальной вероятностью ложной синхронизации при наличии ошибок в принимаемой последовательности.
Поставленная цель достигается за счет того, что способ установления синхронизации псевдослучайных последовательностей, состоящий в том, что по принятой пилотной последовательности длины n, являющейся отрезком псевдослучайной последовательности длины n, причем n<<N, устанавливается синхронизация между всей принимаемой псевдослучайной последовательностью и вырабатываемой на приемной стороне псевдослучайной последовательностью, при этом из принятой пилотной последовательности выбирается фрагмент длиной m, на основе которого генерируется последовательность длиной n, которая сравнивается с принятой пилотной последовательностью путем подсчета количества ошибок, и в случае количества ошибок менее заданного порога r синхронизация считается установленной, при большем количестве ошибок из пилотной последовательности выбирается другой фрагмент длиной m, после чего вновь осуществляется проверка на установление синхронизации, состоящая в генерировании последовательности длиной n, сравнении ее с принятой пилотной последовательностью, подсчете количества ошибок и сравнении полученного количества ошибок с пороговым значением r, если после перебора всех фрагментов длиной m из принятой пилотной последовательности синхронизация не установлена, то из принятой пилотной последовательности осуществляется перебор всех возможных фрагментов длиной m с последовательным инвертированием по одному биту всех бит в выбранном фрагменте и последующей проверкой на установление синхронизации после каждой процедуры инвертирования, если после перебора всех фрагментов с последовательным инвертированием по одному биту всех бит в каждом выбранном фрагменте синхронизация не установлена, то из принятой пилотной последовательности осуществляется перебор всех возможных фрагментов длиной m с последовательным инвертированием по два бита всех бит в выбранном фрагменте и последующей проверкой на установление синхронизации после каждой процедуры инвертирования.
На Фиг.1 представлена структурная схема способа установления синхронизации псевдослучайных последовательностей.
Она содержит:
1 - демодулятор;
2 - блок выбора фрагмента длиной n бит из принятой пилотной последовательности;
3 - генератор отрезка ПСП длиной n;
4 - блок сравнения последовательностей и подсчета количества ошибок;
5 - блок сравнения с пороговым значением допустимого количества ошибок r;
6 - счетчик циклов;
7.1 - блок инвертирования одного бита из фрагмента принятой пилотной последовательности длиной m;
7.2 - блок инвертирования двух бит из фрагмента принятой пилотной последовательности длиной m.
m
Описываемый способ работает следующим образом. Принимаемая пилотная последовательность A длины n, являющейся отрезком псевдослучайной последовательности длины n, причем n>>N, с выхода демодулятора 1 поступает на вход блока выбора фрагмента длиной m бит из принятой пилотной последовательности 2. Данным фрагментом могут являться первые m бит из принимаемой пилотной последовательности A. Выбранный фрагмент В поступает на генератор отрезка ПСП длиной n 3, при этом правило генерирования ПСП известно. В частности, для линейных рекуррентных псевдослучайных последовательностей или М-последовательностей длиной n=2-1 необходим фрагмент этой последовательности длины m и полином порядка m, на основе которого можно сгенерировать исходную псевдослучайную последовательность. С выхода генератора полученный отрезок ПСП - D длиной n поступает на вход блока сравнения последовательностей и подсчета количества ошибок 4, на второй вход которого поступает принятая пилотная последовательность A, причем при отсутствии ошибок D≡A. Результатом сравнения последовательностей является количество ошибок, которое сравнивается с пороговым значением допустимого количества ошибок r в блоке сравнения с пороговым значением допустимого количества ошибок r 5. Пороговое значение r выбирается на основании вероятности ошибки на бит и допустимой вероятности ложной синхронизации. Если полученное в результате сравнения количество ошибок меньше заданного порога, то синхронизация считается установленной. В противном случае принимается решение о том, что в выбранном фрагменте В присутствует ошибка и, следовательно, сгенерировать исходную последовательность невозможно. В этом случае с выхода 1 счетчика циклов 6 формируется команда о выборе другого фрагмента В длиной m бит из принятой пилотной последовательности A, после чего снова осуществляется проверка на установление синхронизации, включающая генерирование отрезка последовательности D длиной n, сравнение и подсчет количества ошибок с принятой пилотной последовательностью A, сравнение полученного количества ошибок с пороговым значением r. Если после перебора всех возможных фрагментов из принятой пилотной последовательности A синхронизация не установлена, с выхода 2 счетчика циклов 6 формируется команда о включении блока инвертирования одного бита из фрагмента принятой пилотной последовательности длиной m 7.1. В результате во фрагменте В производят последовательное инвертирование одного из m бит с целью исправить ошибочные биты в выбранном фрагменте В с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования. При этом после каждой очередной операции инвертирования бит из фрагмента последовательности В получают последовательность В. Если после инвертирования по одному биту всех m бит в текущем фрагменте В с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования синхронизация не установлена? с выхода 1 счетчика циклов 6 формируется команда о выборе другого фрагмента В длиной m бит из принятой пилотной последовательности A, после чего выбирается другой фрагмент В, в котором последовательно инвертируется один из m бит с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования. Если после перебора всех возможных фрагментов из принятой пилотной последовательности A и последовательного инвертирования по одному из m бит в каждом фрагменте синхронизация не установлена, с выхода 3 счетчика циклов 6 формируется команда о включении блока инвертирования двух бит из фрагмента принятой пилотной последовательности длиной m 7.2. В результате во фрагменте В производят последовательное инвертирование двух из m бит с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования. Если после инвертирования по два бита всех m бит в текущем фрагменте В с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования синхронизация не установлена, с выхода 1 счетчика циклов 6 формируется команда о выборе другого фрагмента В длиной m бит из принятой пилотной последовательности A, после чего выбирается другой фрагмент В, в котором последовательно инвертируется два из m бит с последующей проверкой на установление синхронизации после каждой операции инвертирования.
Таким образом, поставленная цель достигается за счет исправления ошибочных бит во фрагменте В принимаемой пилотной последовательности А и допущения определенного числа ошибок r при сравнении сгенерированной последовательности D с принимаемой пилотной последовательностью A.
Техническим результатом способа является уменьшение времени на установление синхронизации между принимаемой псевдослучайной последовательностью и последовательностью, вырабатываемой в приемнике с малой вероятностью ложной синхронизации при наличии ошибок в принимаемой последовательности.