Метод последовательного поиска относится к классу методов последовательного оценивания, предложенного Вальдом (1947), который, как известно, даёт более эффективный поиск в том смысле, что среднее время поиска минимизируется. Таким образом, время поиска при последовательном поиске меньше, чем при фиксированном времени пребывания интегратора на каждом чипе.

В приведённом выше обсуждении мы предполагали только неопределённость во времени при осуществлении начальной синхронизации. Однако другой аспект начальной синхронизации - это неопределённость по частоте. Если передатчик или приёмник подвижны, относительная скорость между ними порождает доплеровский сдвиг частоты в принимаемом сигнале относительно переданного сигнала. Поскольку приёмник обычно не знает относительную скорость априори, доплеровский сдвиг частоты неизвестен и должен быть определен посредством метода поиска частоты. Такой поиск обычно выполняется параллельно по подходящим квантованным частотам на интервале неопределённости и последовательно по интервалу временной неопределённости. Блок-схема соответствующего устройства показана на рис. 13.5.4. Подходящие методы поиска доплеровских сдвигов частоты можно также разработать для СЧ сигналов.

Управление поиском

Фильтр, насгроенпый па /,

Фильф. аетроет11.1Й пa/;4/

Фн.и.тр, :1строе1пп.п1 а/,+Л/ДГ

Детектор огибающей

Деи-ктор OI ибающей

Детектор огибающей

> правляющиии сигнал

Hi .1 бор наибольшего выхода

Пороювый детектор

Рис. 13.5.4. Начальный поиск сигнала в широкополосны.ч состема.х с доплеровским сдвигом частоты

Отслеживание. Когда сигнал обнаружен, первоначальный процесс поиска останавливается и начинается процесс точной синхронизации и отслеживания. Отслеживание поддерживает ПШ кодовый генератор приёмника в синхронизме с приходящим сигналом. Отслеживание включает точную синхронизацию чипа и, при когерентной демодуляции, отслеживание фазы несущей.

Обычно используемая схема отслеживания для широкополосных ПП сигналов - петля с задержкой (ПЗ, DLL), показанная на рис. 13.5.5.

Принятий сигнал

Опережение на5

к демодулятору

Петлевой фильтр

Рис. 13.5.5. Петля с задержкой для слежения за ПШ кодом

В ЭТОЙ петле отслеживания принимаемый сигнал подаётся на два умножителя, где он умножается на два выхода местного ПШ кодового генератора, которые сдвинуты во времени друг относительно друга на величину 25 < 7. Сигналы произведения определяют

взаимную корреляцию между принимаемым сигналом и ПШ последовательностью при двух значениях задержки. Эти произведения проходят полосовой фильтр и затем детектируются по огибающей и затем вычитаются.

Разностный сигнал подаётся к петлевому фильтру, который управляет ГУН (генератором, управляемым напряжением). ГУН служит в качестве часов для ПШ кодового генератора сигнала.

Если синхронизация неточная, отфильтрованный выход одного коррелятора будет больще другого, и ГУН будет соответственно ускорен или приторможен.

Принятый сигнал

Генератор ПШкат

Местный генератор

Генератор

пары импульсов

Н ГУ" К-

Петлевой фильтр

Рис. 13.5.6. Петля с временной "вилкой" ддя слежения за ПШ кодом

в точке равновесия выходы двух фильтрующих корреляторов будут одинаково смещены относительно пикового значения, и выход ПШ кодового генератора будет точно засинхронизирован с принимаемым сигналом, который поступает на демодулятор. Мы видим, что такая реализация ПЗ для отслеживания ПП сигнала эквивалентна синхронизатору с окнами на задержку-опережение, ранее обсуждавшемуся в разделе 6.3.2 и показанному на рис. 6.3.5.

Альтернативный метод для отслеживания во времени ПП сигнала сводится к использованию петли с временной вилкой (ПВВ), показанной на рис. 13.5.6. ПВВ использует одно «плечо» вместо двух «плеч», показанных на рис. 13.5.5.

♦ФД1-1±«))

(а) Ф)1ааии1 аАтокиррслящо! (6) Сигнал ашнбкл слсжс1и1я

Рис. 13.5.7. Функция автокорреляции и сгаиал ошибки слежения для петли с задержкой

Обеспечивая подходящий сигнал «вилки», возможно сделать эту «одноплечевую» реализацию эквивалентной «двухплечевой». В этом случае берутся два отсчёта взаимной корреляции: один с опережением, другой с отставанием - и вычитаются один из другого. В результате вырабатывается сигнал ошибки отслеживания. Важное достоинство ПВВ -простота реализации, обусловленная использованием одного «плеча» вместо двух, как в обычной ПЗ. Второе достоинство - это то, что оба вычитаемых отсчёта одинаково масштабированы и схема ПВВ точно сбалансирована. ПЗ (и её эквивалент ПВВ) выдают сигнал ошибки при стробировании функции корреляции сигналов с отклонением +5 от пика, как показано на рис. 13.5.7(a). Сигнал ошибки показан на рис. 13.5.7(b). Анализ качества ПЗ выполняется аналогично тому, как это было сделано в разд. 6.3 для ФАП. Если исключить вопрос о детектировании огибающих в двух плечах ПЗ, она похожа на петлю Костаса. Дисперсия ошибки оценки времени в ПЗ обратно пропорциональна ОСШ на выходе петли, которое, в свою очередь, зависит от ОСШ на входе петли и её полосы пропускания. Её качество несколько снижается при квадратичном детектировании.

Типичная техника отслеживания иллюстрируется на рис. 13.5.8(a).

Этот метод основан на предположении, что достигнуто начальное обнаружение, но имеется небольшая ошибка синхронизации. Полосовой фильтр настроен на единственную промежуточную частоту, и его полоса пропускания имеет порядок \/f., где 7J-длительность чипа. Сигнал с выхода фильтра детектируется по огибающей и умножается на сигнал задающего генератора (ГУН) для получения трёхуровневого сигнала, который поступает на вход петлевого фильтра и далее на управляющий вход ГУН, как показано на рис. 13.5.8(b). Заметим, что если переходы чипов от местного генератора не совпадают во времени с аналогичными переходами во входном сигнале, то на выходе петлевого фильтра

Г,4Гз