Устройство тактовой синхронизации в корреляционном приемнике

 

Изобретение м.б. использовано в аппаратуре связи по каналам с многолучевостью . Повышается помехоустойчивость . Устройство содержит блок вьщеления синхроинформации (БВСИ) 1, генератор 3 импульсов, два блока фазирования (БФ) 4 и 5, дешифратор 6 и блок разделения синхроинформации (БРСИ) 2, состоящий из фазового дискриминатора 7, усредняющего элемента 8 и управляемого делителя 9 частоты. В БРСИ 2 происходит слежение за всей синхроинформацией, полученной на выходе БВСИ 1, и вырабатывается такое вспомогательное колебание тактовой частоты, при котором объемы опережакяцей и запаздывакяцей синхроинформации стремятся к равенству. Полученные на выходах БРСИ 2 две последовательности синi (Л о- fpi/e.f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 Н 04 L 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCKOMY CBHQETEllbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3565850/24-09 (22) 18.03.83

„ 46) 07.09.86. Бюл. У 33 (71) Новосибирский электрический институт связи им. Н.Д. Псурцева (72) Е.Н. Мохов (53) 621.394.662 (088.8) (56) Шпяпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений. — М.: Связь, 1973, с. 275286, рис ° 5.15.

Заездный А.M. и др. Фазоразностная модуляция. - M.: Связь,1967, с ° 256, рис. 6.2. (54) УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ В КОРРЕЛЯЦИОННОМ ПРИЕМНИКЕ (57) Изобретение м.б. использовано в аппаратуре связи по каналам с многолучевостью. Повышается помехоустойчивость. Устройство содержит блок выделения синхроинформации (БВСИ) 1, генератор 3 импульсов, два блока фазирования (БФ) 4 и 5, дешифратор 6 и блок разделения синхроинформации (БРСИ) 2, состоящий из фазового дискриминатора 7, усредняющего элемента 8 и управляемого делителя 9 частоты. В БРСИ 2 происходит слежение за всей синхроинформацией, полученной на выходе БВСИ 1, и вырабатывается такое вспомогательное колебание тактовой частоты, при котором объемы опережающей и запаздывающей синхроинформации стремятся к равенству. Полученные на выходах

БРСИ 2 две последовательности син1256224

10

40 хроимпульсов поступают на входы БФ 4 и 5, которые вырабатывают тактовые импульсы,сдвинутые на время запаздывания лучей.Из этих двух сдвинутых последовательностей дешифратор 6 вырабатывает новую последовательность тактовых импульсов с длительностью, соответствующей тем частям элементов сигнала, которые не пеИзобрегение относится к устройствам синхронизации приемника с передатчиком по элементам сообщения и предназначено для использования в аппаратуре связи по каналам с многолучевостью.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.I представлена структурная электрическая схема устройства тактовой синхронизации в корреляционном приемнике, на фиг.2 — структурная схема кольца фазовой автоподстройки на фиг.3 — электрическая схема дешифратора; на фиг.4 электрическая схема блока вьделения синхроинформации, на фиг.5 временные диаграммы, поясняющие работу блока вьделения синхроинформации; на фиг.6 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства," на фиг.7 — временные диаграммы, поясняющие работу кольца фазовой автоподстройки.

Устройство тактовой синхронизации в корреляционном приемнике содержит блок 1 вьделения синхроинформации,блок 2 разделения синхроинформации, генератор 3 импульсов, первый блок 4 фазирования„ второй блок 5 фазирования, дешифратор 6, блок 2 разделения синхроинформации содержит фазовый дискриминатор

7, усредняющий элемент 8, управляемый делитель 9 частоты. Кольцо фазовой автоподстройки (ФАП) в блоках 2, 4 и 5 содержит фазовый дискриминатор 7, состоящий из элемен-. та 10 совпадения, элемента 11 антисовпадения, усредняющий элемент 8, управляемый делитель 9 частоты,сос15

35 рекрываются соседними элементами вследствие двухлучевости. Цель достигается введением БРСИ 2 и БФ 5, работа которых, а также работа БФ 4 .основана на использовании свойств колец фазовой автоподстройки с косвенным дискретным управлением, из которых эти блоки выполнены. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. тоящий из одновибратора 12, элемента 13 запрета, элемента ИЛИ 14, делителя 15 частоты. Дешифратор 6 содержит элемент НЕ 16, элемент И-HE 17.

Блок 1 вьделения синхроинформации содержит фильтр 18, амплитудный детектор 19, ограничитель 20 по минимуму, дифференцирующую цепь 21, фиксатор 22 нулей, формирователь 23 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства сигнал приходит двумя путями с временем зал паздывания, отличающимся на >, На фиг.5 а и о сигналы двух лучей изображены по отдельности. Вследствие интерференции двух лучей результирующий сигнал на входе устройства имеет амплитуду и фазу, показанные на фиг.S 5 и г соответственно, Такой сигнал подводится к блоку 1 вьделения синхроинформации.

В момент изменения амплитуды и(или) фазы сигнала его спектр на мгновение расширяется. Частота настройки фильтра 18 смещена относительно частоты сигнала так, что он пропускает одну из боковых полос.

При такой настройке любое изменение амплитуды и(или) фазы сигнала на входе фильтра 18 вызывает короткий импульс на его выходе. На фиг,5 о изображены импульсы на выходе фильтра 18. Амплитудный детектор 19 вьделяет их огибающую (фиг.5e), Ограничитель 20 по минимуму отсекает слабые импульсы, которые могут возникать из-за действия помех, Импульсы на его выходе показаны на фиг.5:к. Дифференцирующая

1256224

20 цепь 21 позволяет получить производную (фиг.5 p) . Фиксатор 22 нулей реагирует на моменты перехода напряжения из положительного в отрицательное и производит запуск формирователя 23 импульсов. Импульсы на его выходе (фиг.5u) представляют собой синхроинформацию, вьделенную из сигнала. Таким образом, каждое резкое изменение амплитуды и(или) фазы сигнала на входе блока 1 выделения синхроинформации вызывает появление синхроимпульса на его выходе.

В результирующем сигнале, возни- 5 кающем от прихода двух лучей, изменения амплитуды и фазы, вызываемые манипуляцией, происходят в два этапа в моменты, отстоящие на время . Поэтому каждому изменению состояния переданного сигнала из ствует возникновение пары синхроимпульсов, отстоящих на время Под воздействием меняющихся условий распространения и помех положение синхроимпульсов испытывает случайные флуктуации и может быть охарактеризовано бимодальным распределением, моды которого отстоят на 30 время, Работа блока 2 разделения синхро-. информации и первого 4 и второго 5 блоков фазирования основана на использовании свойств кольца (системы) З5 фазовой автоподстройки (ФАП) с косвенным дискретным управлением, Рассмотрим его работу.

Генератор 3 импульсов вырабатывает импульсы (фиг.7a) частотой, в 40

2 " раз превосходящей тактовую частоту принимаемого сигнала. Эти импульсы подводятся. к входу управляемого делителя 9 частоты импульсов и через цепи управления (элемент 13 45 запрета и элемент ИЛИ 14) поступают на вход делителя 15 частоты, имеюи щего коэффициент деления 2 . На его выходе получаются импульсы тактовой частоты меандровой формы, которые 50 подаются на вход фазового дискриминатора 7 (фиг.73 ) и используются там как опорное колебание, На другой вход фазового дискриминатора 7 поступает синхроинформация в виде 55 коротких синхроимпульсов (фиг.7 ).

В начальный момент времени (после включения) опорное колебание может иметь произвпльный фазовый сдвиг относительно синхроимпульсов.

Каждый синхроимпульс проходит на один из двух выходов фазового дискриминатора 7 в зависимости от того, опережает или запаздывает он по фазе по сравнению с опорным тактовым колебанием. В простейшем случае,когда усредняющий элемент 8 отсутствует, опережающий импульс через элемент 11 антисовпадения непосредственно поступает на вход добавления управляемого делителя 9 частоты импульсов (фиг.7 ) и через элемент ИЛИ 14 вводится в последовательность импульсов, подаваемую на вход делителя 15 частоты (фиг.7а). Добавление одного импульса вызывает сдвиг выходного колебания делителя 15 частоты в сторону опережения (фиг.7 ) на величину, равную периоду генератора 3, т.е. на 1/2 часть периода тактовой частоты. Запаздывающий синхроимпульс проходит через элемент 10 совпадения на.вход одновибратора 12 (фиг.73), который вьдает импульс (фиг.7е) длительностью,примерно равной периоду генератора 3 импульсов. Этот импульс (фиг.76) поступает на элемент 13 запрета, что вызывает исключение из последовательности одного импульса (фиг.7 к) и, соответственно, сдвиг фазы тактового колебания в сторону запаздывания (фиг.7 ).

Таким образом, фаза тактового колебания на выходе управляемого делителя 9 частоты импульсов будет подстраиваться под фазу синхроимпульсов. Положение синхроимпульсов во времени относительно их идеального положения характеризуется некоторой функцией распределения. В результате работы кольца ФАП колебание на выходе управляемого делителя 9 частоты стремится принять фазу, соответствующую математическо- . му ожиданию положения синхроимпульсов.

Для ослабления действия помех в кольцо ФАП обычно вводят усредняющий элемент 8, например реверсивный счетчик. При этом воздействие на входы добавления/исключения управляемого делителя 9 частоты определяется разностью числа импульсов, поступающих на два входя реверсивного счетчика. При поступлении импульсов

12S6224

Z=XY, 40

55 только на один из входов на соответствующем выходе реверсивного счетчика появляются в k раз более редкие импульсы (k — коэффициент деления счетчика), Усрецняющий элемент уменьшает влияние случайных флуктуаций положения и числа синхроимпульсов, вызываемых помехами, на фазу вырабатываемого кольцом ФАП колебания.

При использовании кольца ФАП в качестве блока 2 разделения синхроинформации выходами блока являются выходы фазового дискриминатора 7.

Характер сигналов на них представле .. на фиг.7 2 и о, При использовании кольца ФАП в качестве блока фазиронания выходом блока является выход делителя 15 частоты импульсов (или выходы нескольких триггеров, образующих этот делитель).,Тактовое колебание на этом выходе имеет вид, представленный на фиг,7)..

Все синхроимпульсы, полученные на выходе блока 1 выделения синхроинформации (фиг.бп), поступают на вход блока 2 разделения синхроинформации. В этом блоке происходит слежение эа всей синхроинформацией и вырабатывается такое вспомогательное колебание тактовой частоты (фиг.68) прй котором объемы опережающей и запаздывающей синхроинформации стремятся к равенстну, Конкретнее, к равенству стремится, н среднем, число импульсов добавления и исключения. Фаза вспомогательного тактового колебания (фиг.бо) соответствует математическому ожиданию бимодального распределения для всех синхроимпульсон.

На ныкодах фазового дискриминатора 7, являющихся выходами блока 2, получаются в раздельном виде последовательности синхроимпульсов опережающих (фиг.65) и запаздывающих (фиг.ба) относительно математического ожидания для всех синхроимпульсов. Получение после разделения две последовательности синхроимпульсов, опережающая и запаздывающая, характеризуются своими распределениями с математическими ожиданиями, отличающимися примерно HB время, Каждая из двух полученных последовательностей синхроимпульсон поступает на вход блока 4 или 5 фа5

35 зирования. Блок фазироняния представляет собой кольцо ФАП с косвенным дискретным управлением. Используется тот же генератор 3 импульсон. Выходом блока фазирования является выход делителя 15 частоты импульсов, собранного на триггера ..

С него берутся прямоугольные импульсы меандровой формы. Фаза получаемых импульсов соответствует математическому ожиданию (т.е. среднему значению) положения синхроимпульсов во времени на входе блока.

Поскольку входные последовательности синхроимпульсов (фиг.6 5 и г ) имеют математические ожидания, отл личающиеся на, то и вырабатываемые блоками 4 и 5 такте;ные импульсы (фиг.6 а и е ) окажутся сдвинутыми на время запаздывания лучей

Для получения из двух сдвинутых на последовательностей тактовых импульсов (фиr,б 3 и е ) новой последовательности тактовых импульсов (фиг.бa) длительностью Tц = Т- ip соответствующей тем частям элементов сигнала, которые не перекрываются с соседними элементами вследствие двухлучевости, применен дешифратор 6.

Дешифратор 6 является логической схемой, синтезируемой известными приемами по данным входным и выкодным состояниям. Вводя обозначения:

Х,Y — состояния на входах дешифратора (фиг.6 Э и e ), Z — состояние на выходе дешифратора (фиг. 6ж), получаем алгоритм

Полученные на выходе дешифратора 6 (фиг.б с) тактовые импульсы используются при корреляционной обработке сигналов в приемнике, где они задают положение во времени и длительность интервала интегрирования, Формула из обретения

1. Устройство тактовой синхронизации в корреляционном приемнике, содержащее блок выделения синхроинформации и последовательно соединенные генератор импульсов, первый блок фаэиронания и дешифратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, н него введены блок разделения сиыхроинформации и второй блок фазирования, к первому входу которого и первому входу блока разделения синхроинформации подключен выход генератора импульсов, при этом выход блока выделения синхроинформации подключен к второму входу блока разделения синхроинформации, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам первого и второго блоков фазирования соответственно, причем выход второго блока фазирования подключен к второму входу дешифратора.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок раз256224 8 деления синхроинформации содержит последовательно соединенный фазовый дискриминатор, усредняющий элемент и управляемый делитель частоты, выход

5 которого подключен к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого является вторым входом блока разделения синхроинформации, первым входом которого является третий вход управляемого делителя частоты, а первым и вторым выходами блока разделения синхроинформации являются соответственно первый и второй выходы фазового дискриминато—

15 Pa Ю1А

8 &аюР

Г ф ф Ою gc zpy=

1256224 с ) Составитель Г. Лерантович

Техред И.Попович . Корректор Л. Патай.Редактср В, Петрап

Заказ 4837/58

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11роектная,4