кандидат технических наук, руководитель проекта Института радионавигации и времени АО «Обуховский завод», доцент кафедры Электроники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. В последние годы широкое распространение в системах связи и навигации находят сигналы с прямым расширением спектра. В частности, эти сигналы превалируют в современных системах спутниковой навигации и используются в системах связи с кодовым разделением каналов. Поэтому задачи построения демодуляторов сигналов с прямым расширением спектра приобретают ключевое значение. Особую значимость при построении демодуляторов приобретает проблема их демодуляторов по скорости следования чипов.
Цель исследования состоит в том, чтобы предложить структуру демодулятора, ориентированную на решение указанной проблемы. Исследование основано на методах компьютерного моделирования.
Решение. В работе переложен подход к построению демодуляторов сигналов с прямым расширением спектра, основанный на современных методах цифровой обработки сигналов. Показано, что главным преимуществом предлагаемого подхода является возможность перестройки демодулятора по чиповой скорости. На основании полученных результатов предложена схема демодулятора сигналов с прямым расширением спектра, использующего методы передискретизации. Передискретизация сигнала, в свою очередь, реализуется на основе полиномиальной интерполяции с использованием полиномов Лагранжа. Предложена структура передискретизатора, подобная структуре интерполирующего фильтра с конечной импульсной характеристикой. Представленные результаты моделирования показывают эффективность предложенного подхода.
Новизна. Представляется, что распространенные в настоящее время подходы к реализации демодуляторов сигналов с прямым расширением спектра в части синхронизации по задержке не отвечают в достаточной степени современным требованиям. Построение схемы синхронизации по задержке на основе передискретизации практически не обсуждается в известных работах. В тоже время современные методы и устройства цифровой обработки сигналов позволяют обеспечить эффективную аппаратную реализацию рассматриваемой схемы. В этой связи предложенный в работе подход к построению демодуляторов представляется весьма актуальным.
Значимость. Результаты работы могут использоваться при построении демодуляторов сигналов с прямым расширением спектра для широкого круга систем связи и навигации. Структура с асинхронной дискретизацией, предложенная в работе, весьма перспективна особенно для демодуляторов, перестраиваемых по чиповой скорости.
Relevance. The direct spread spectrum signals are widely used in navigation and communication systems recently. These signals prevail in modern satellite navigation systems and are used in various communication systems with code division multiplexing in particularly. In this regard, the tasks of building direct spread spectrum signals’ demodulators have the key importance. Mach importance in the construction of demodulators is the problem chip rate variability.
The purpose of the study is to propose a demodulator structure focused on solving this problem.
Methods. The research is based on computer modeling methods.
Decision. The paper proposes an approach to the construction of the direct spread spectrum signal’s demodulators based on modern methods of digital signal processing. It is shown that the main advantage of the proposed approach is the possibility of rebuilding the variable chip rate demodulators. Based on the results obtained, a scheme for the direct spread spectrum signals demodulator using resampling methods is proposed. Resampling, in turn, is implemented on the basis of polynomial interpolation using Lagrange polynomials. The structure of the resampler is proposed, similar to the structure of an interpolating filter with a finite impulse response. The presented simulation results show the effectiveness of the proposed approach.
Novelty. It seems that the currently common methods of implementing direct spread spectrum signal in terms of delay synchronization do not sufficiently meet modern requirements. The implementation of delay synchronization schemes based on resampling is practically not discussed in well-known works. At the same time, modern methods and devices of digital signal processing make it possible to ensure an effective hardware implementation of the scheme in question. In this context, the approach proposed in the paper to the construction of demodulators seems to be very relevant.
Significance. The results of the work can be used in the construction with direct spread spectrum signals’ demodulators for a wide range of communication and navigation systems. The synchronous sampling structure proposed in this paper is very promising, especially for variable chip rate demodulators.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.