The algorithm of random length sequences synthesis for frame synchronization of digital television systems.

Abstract

Digital television systems need to ensure that all digital signals processing operations are performed simultaneously and consistently. Frame synchronization dictated by the need to match phases of transmitter and receiver so that it would be possible to identify the start of a frame. As a frame synchronization signals are often used longlength binary sequence with good aperiodic autocorrelation function. Aim: This work is dedicated to the development of the algorithm of random length sequences synthesis. Materials and Methods: The paper provides a comparative analysis of the known sequences, which can be used at presentas synchronization ones, revealed their advantages and disadvantages. This work proposes the algorithm for the synthesis of binaryynchronization sequences of random length with good autocorrelation propert ies based on noisegenerator with a uniform distribution law of probabilities. A “white noise” semiconductor generator is proposed to use as the initial material for the synthesis of binary sequences with desired properties. Results: The statistical analysis of the initial implementations of the “white noise” and synthe-sized sequences for frame synchronization of digital television is conducted. The comparative analysis of the synthesized sequences with known ones was carried out. The results show the benefits of obtained sequences in compare with known ones. The performed simulations confirm the obtained results. Conclusions: Thus, the search algorithm of binary synchronization sequences with desired autocorrelation properties received. According to this algorithm, the sequence can be longer in length and without length limitations. The received sync sequence can be used for frame synchronization in modern digital communication systems that will increase their efficiency and noise immunity.

У системах цифрового телебачення потрібно забезпечити виконання всіх операцій з обробки цифрових сигналів синхронно і послідовно. Кадрова синхронізація викликана необхідністю узгодження по фазі передавача і приймача таким чином, щоб можна було ідентифікувати початок кадру. Сигналами кадрової синхронізації часто використовуються бінарні послідовності великої довжини з хорошими неперіодичними автокореляційними функціями. Мета: Розробці алгоритму синтезу таких послідовностей довільної довжини присвячено дану роботу. Матеріали і методи: У роботі проведено порівняльний аналіз відомих послідовностей, які можуть використовуватися як синхронізуючі, виявлено їх переваги і недоліки. Запропоновано алгоритм синтезу бінарних синхронізуючих послідовностей довільної довжини з хорошими автокореляційними властивостями на базі генератора шуму з рівномірним законом розподілу ймовірності. Вихідним матеріалом для синтезу бінарних послідовностей із заданими властивостями запропоновано використовувати напівпровідниковий генератор «білого» шуму. Результати: Проведено статистичний аналіз вихідних реалізацій «білого» шуму і синтезованих послідовностей для кадрової синхронізації систем цифрового телебачення. Проведено порівняльний аналіз синтезованих послідовностей з відомими. Результати аналізу показують переваги отриманих послідовностей в порівнянні з відомими. Проведене моделювання підтверджує отримані результати. Висновки: Таким чином, отримано алгоритм пошуку бінарних синхронізуючих послідовностей із заданими автокореляційними властивостями, відповідно до якого може бути отримано послідовності, що перевершують відомі і не мають обмежень по довжині. Отримані синхронізуючі послідовності можуть бути використані для кадрової синхронізації в сучасних цифрових системах передачі інформації, що підвищить їх ефективність і завадостійкість.