Система цикловой синхронизации для многоканальных систем связи

 

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости синхронизации. Для этого система цикловой синхронизации для многоканальных систем связи содержит на приемной стороне два приемника, два сумматора сигналов, г-р сигналов опорных ф-ций Уолша, блок активных фильтров, блок записи и обработки информации, два эл-та И, блок корреляционных фильтров, блок тактовой синхронизации, N+2 эл-тов. ЗАПРЕТ, N+1 эл-тов равнозначности, N+1 триггеров, эл-т ИЛИ, инвертор, блок формирователей опорных сигналов, выпрямитель, блок дополнительного кодирования, г-р тактовых импульсов, делитель, блоки фазирования по тактам группового сигнала положительного и отрицательного кодов, блок взаимного фазирования, прямой и обратный счетчики и компаратор, а на передающей стороне N источников информации, по N формирователей посылок положительной и отрицательной полярности, два формирователя группового сигнала, два передатчика, г-р тактовых импульсов и два блока дополнительного кодирования. В данной системе решение о наличии цикловой синхронизации, а также слежения в процессе передачи информации осуществляется на основе выходного напряжения эл-та равнозначности. Даны примеры выполнения блоков фазирования по тактам и блока взаимного фазирования. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 81 3 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 441 22 77/24-09 (22) 18.04.88 (46) 07.10.90, Вюл. Р 37 (72) В.И.Корыстин, А.Е.Панасенко, Д.И.Крюков и Л.И.Корыстина (53) 621.394.662 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1507188, кл. Н 04 L 7/08, Н 04 J 3/06, 1988.

t (54) HCTEMA ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости синхронизации.

Для этого система цикловой синхронизации для многоканальных систем связи содержит на приемной стороне два приемника, два сумматора сигналов, г-р сигналов опорных ф-ций Уолша, блок активных фильтров, блок записи и обработки информации, два эл-та И,. блок корреляционных фильтров, блок тактовой синхронизации, и+2 эл-тов

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в системах синхронизации многоканальных систем связи, использующих функции

Уолша.

Целью изобретения явл: тся повышение помехоустойчивости синхронизации.

На фиг.1 представлена функциональная схема приемной стороны системы цикловой синхронизации для многоканальных систем связи; на фиг.2 — функциональная схема передающей стороны (51)S Н 04 Ь 7/08, Н 04 J 3/06

ЗАПРЕТ, п+1 эл-тов равнозначности, n+1 триггеров, эл-т ИЛИ, инвертор, блок формирователей опорных сигналов, выпрямитель, блок дополнительного кодирования, г-р тактовых импульсов, делитель, блоки фазирования по тактам группового сигнала положительного и отрицательного кодов, блок взаимного фазирования, прямой и обратный счетчики и компаратор, а на передающей стороне N источников информации, по

N формирователей посылок положительной и отрицательной полярности, два формирователя группового сигнала, два передатчика, r-р тактовых импульсов и два блока дополнительного кодирования. В данной системе решение о наличии цикловой синхронизации, а также слежения в процессе передачи ннформацин осуществляется на основе выходного напряжения эл-та равнозначности. Даны примеры выполнения блоков фазирования по тактам и блока взаимного фазирования. 2 з.п., A-лы, ил., 4

М

CO системы цикловой синхронизации для М многоканальных систем связи; на фиг. 3функциональные схемы блоков фазирования по тактам положительного и отрица— тельного кода; на фиг.4 — функциональная схема блока взаимного фазирования.

Приемная. с тор она содержит пер вый. приемник 1, второй приемник 2, первый и второй сумматоры 3 и 4 сигналов, генератор 5 сигналов опорных функций Уолша, блок 6 активных филь1598193

I

45

55 тров, блок 7 записи и обработки информации, первый элемент И 8, блок 9 корреляционных фильтров, блок 10 тактовой синхронизации, п элементов ЗАПPFT 11, п+1 элементов 12 равнознач-, ности, и триггеров 13, элемент ИЛИ 14, инвертор 15, блок 16 формирователей опорных сигналов, второй элемент И17, выпрямитель 18, блок 19 дополнительного кодирования, первый дополнительный элемент ЗАПРЕТ 20, генератор 21 тактовых импульсов, делитель 22, блок

23 фазирования по тактам группового сигнала положительного кода, блок 24 фазирования по тактам группового сигнала отрицательного кода, блок 25 взаимного фазирования, прямой и обратный счетчики 26 и 27, компаратор

28, дополнительный триггер 29, второй дополнительный элемент ЗАПРЕТ 30.

Передающая сторона содержит N источников 31 информации, N формирователей 32 посылок положительной поляр . ности (ППП), N формирователей 33 посылок отрицательной полярности (ПОП) первый и второй формирователи 34 и

35 группового сигнала, первый и второй передатчики 36 и 37, генератор

38 тактовых импульсов, первый и второй блоки 39 и 40 дополнительного кодирования.

Блоки 23 и 24 идентичны и содержат управляемую линию 41 задержки (УЛЗ), дешифратор 42, реверсивный счетчик 43, ограничитель 44 и фазовый дискриминатор (ФД) 45.

Блок 25 содержит первую и вторую группы регистров 46 и 47 сдвига, первую и вторую группы комбинационных устройств 48 и 49 сдвига (КУС), первую и вторую группы элементов 50 и

51 сравнения, сумматор 52.

Система цикловой синхронизации для многоканальных систем связи работает следующим образом.

На передающей стороне системы ин формационная последовательность 1 и

-1 разделяется формирователями 33 и

32 на две последовательности 1 и О, -1 и О. Зти последовательности в параллельном коде поступают на входы гервого и второго блоков 39 и 40, на управляющие входы которых подается синхрокод (b I = -1 -1 1 1 1 1 1 1.

После поразрядного перемножения информационных последовательностей

1 и 0 и -1 и 0 с синхрокодом (b ) они поступают соответственно на входы первого и второго формирователей

34 и 35. Формирование групповых сигналов осуществляется под действием тактовой последовательности, вырабатываемой генератором 38. Групповые сигналы с выходов первого и второго формирователей 34 и 35 поступают на входы первого и второго передатчиков

36 и 37, где преобразуются в удобный для передачи по каналу связи вид и передаются на приемную сторону системы связи, На применой стороне информационные групповые си г калы принимают ся первым и вторым приемниками 1 и 2. С выходов первого и второго приемников 1 и 2 групповые видеосигналы положительного и отрицательного кодов соответственно поступают на входы блоков 23 и 24, которые устраняют фазовые рассогласования принимаемых групповых сигналов и опорной последовательности тактовых импульсов, т. е. осуществляется тактовая синхронизация принимаемых групповых сигналов S +„ (t)

Sy (t).

Для этого в каждом канале обработки соответствующий групповой сигнал на выходе УЛЗ 41 подвергается двустороннему ограничению до уровней +1 в ограничителе 44. Двоичный сигнал поступает на вход соответствующего

ФД 45, на второй вход которого подается опорная последовательность тактовых импульсов с выхода генератора

21 через последовательно соединенные делитель 22 и блок 10. Тактовая частота, вырабатываемая генератором 21, выбирается во много раз больше тактовой частоты принимаемых групповых сигналов. Разница частот определяется требуемой полосой захвата цикловой синхронизации.

Управляющий сигнал о направлении коррекции фазовых рассогласований (опережение или отставание) с выходов

ФД 45 подаются на входы реверсивных счетчиков 43. В исходном состоянии реверсивные счетчики 43 устанавливаются в среднее положение. Коды фазовых рассогласований после реверсивных счетчиков 43 преобразуются дешифратором 42 в управляющие сигналы для УЛЗ 41, которая имеет группу управляющих входов по числу шагов коррекции тактового элемента группового сигнала. Погрешность фазирования оп 1598193 ределяется количеством элементов в

УЛЗ 41 и реверсивных счетчиков 43.

Групповые сигналы с выходов УЛЗ

41 поступают на входы блоков первой и второй групп регистров 46 и 47 блока 25, В системе имеется две ступени компенсации взаимного временного рассогласования групповых сигналов положительного и отрицательного кодов.

УЛЗ 41 устраняет временное рассогласование в пределах такта, на первой и второй группе КУС 48 и 49 устраняется временное рассогласование в пределах нескольких длительностей группового сигнала. Интервал захвата второй ступени синхронизации определяется емкостью первой и второй группы регистров 46 и 47.

Работу системы цикловой синхронизации рассмотрим для случая, когда время многолучевого растяжения не превышает длительности группового сигнала °

Пусть в первой и второй группах регистров 46 и 47 оказались записанными реализации групповых сигналов.

S+ (t) и S к (t) длиной по два сигнала каждая " (t), S (t) и S, (t), S (t ), имеющих взаимное рассогласование d c = 47ь-..

В исхбдном состоянии на выходе прямого счетчика 26 присутствует код

000, а на выходе обратного счетчика

27 — код 111. Под действием этих кодов первая и вторая группы КУС 48 и

49 установлены соответственно в начальное и конечное положения, т.е. первая группа КУС 48 коммутирует на свои N выходов входы 1 †: N а вторая группа КУС 49 коммутирует на свои N выходов входы N+1.2N. В результате, этого в первой и второй группах элементов 50 и 51 происходит сравнение реализаций сигналов S „(t ) и S к (t ).

Сравнение происходит поразрядно. Если все разряды сравнимаемых двоичных чисел совпали, то на выходе первой и второй групп элементов 50 и 51 появляется логический сигнал "1", если не совпадает хотя бы один разряд — "О"

Особенностью этих групповых сигналов является совпадение N-1 их элементов. Поэтому по числу совпадений элементов можно с определенной вероятностью говорить о наличии или отсутствии их временного расхождения, Суммарное напряжение U, получаемое

1 в сумматоре 52, сравйивается с опорным пороговым напряжением в компараторе 28. Опорное напряжение выбирается из условия U „= N-1 или несколько меньще с учетом амплитудных искажений в канале связи. Если условие U w Б„не выполняется, то на выходе компаратора 28 присутствует

"О". Второй дополнительный элемент

ЗАПРЕТ 30 открывается и импульсы с

10 импульса состояние прямого и обратного счетчиков 26 и 27 равно соответственно 010 и 101. Суммарное напря55 жение на выходе сумматора 52 равно

U>= 7. Условие U>yU,„выполняется.

Компаратор 28 открывается и единичным потенциалом с его выхода закрывается для прохождения тактовых имвыхода генератора 21 подаются на счетный вход триггера 29. Первый тактовый импульс изменит состояние триггера 29 на единичное. На смену сос15 тояния триггера 29 отреагирует обратный счетчик 27. На выходе обратного счетчика 27 появится код 110, под действием которого первая группа

КУС 48 изменит свое состояние на одну позицию. На выходы второй группы

КУС 49 коммутируются входы N-2N-1.

Первая группа КУС 48 своего состояния не изменила, следовательно, временное расхождение сигналов изменилось на один такт (в данном случае уменьщилось). Суммарное напряжение в этом случае равно U = 1. Условие

П з П„,не выполняется и компаратор своего состояния не меняет (находит30 ся в нуле) . Второй дополнительный элемент ЗАПРЕТ 28 открыт, а тактовые импульсы продолжают поступать на счетный вход триггера 29, После второго тактового импульса

35 на счетном входе триггера 29 свое положение изменит прямой счетчик 26.

Fro состояние станет равным 001. Первая группа КУС 48 коммутирует на свои выходы входы с номерами 2-:N+1.

40 Вторая группа КУС 49 своего состояния не изменила, следовательно, в первой и второй группах элементов

50 и 51 произойдет сравнение двух реализаций групповых сигналов. В этом

45 случае 1.1 = 1 °

На следующем такте (третьем по счету) состояние обратного счетчика

27 станет равным 101. Суммарное напряжение для данного временного поло50 жения групповых сигналов равно U =2.

Под действием четвертого тактового

1598193

50 пульсов второй дополнительный элемент-ЗАПРЕТ 28. Коррекция временного положения групповых сигналов прекращается, так как принимаешься решение

5 о том, что их взаимное временное расхождение устранено.

Если в процессе передачи информации временное расхождение групповых сигналов вновь возникает, то условие 10

У ) U „ нарушается. Компаратор 28 запирается, а второй дополнительный элемент ЗАПРЕТ 28 открывается. Апго" ритм устранения временного рассогласования повторяется. f5

Третий этап установления цикловой синхронизации заключается в устранении временного рассогласования между принимаемыми групповыми сигналами и опорными функциями Уолша. Для этого 2Q групповые сигналы в первой и второй группах КУС 48 и 49 из двоичного кода вновь преобразуется в многоуровневые.

Сфазированные между собой сигналы 25 суммируются в первом сумматоре 3 и информационный групповой сигнал поступает в первый блок 6 для вычисления коэффициентов корреляции опорными функциями Уолша. Кроме этого, групповой сигнал отрицательного кода инвертируется инвертором 15 и суммируется с групповым сигналом положительного кода во втором сумматоре 4.

Групповой синхросигнал с выхода вто- 35 рого сумматора 4 подается на вход второго блока 9 для вычисления коэффициентов корреляции с опорными сигналами.

Групповой синхросигнал будет пери- 4р одическим, так как от информационных параметров С Ä(m) он не зависит, а определяется только синхрокодом |b> j, который остается постоянным на все время сеанса связи. С выходов второго 45 блока 9 напряжения поступают на входы элементов 12 равнозначности, где они сравниваются с постоянными напряжениями определенной величины: в

1-м элем нте равнозначности опорное напряжение определяется из условия

U ;о„ = 2 "; в (n+1)-м канале

Uf if on 1 °

В случае, если напряжение на входах элементов 12 равнозначности совпадает, на его выходе формируется единичный потенциал, закрывающий соответствующий элемент 3AIIPFТ 11 и все младшие по номеру.

В случае, если напряжения не сов- падают (отношение сигнал/шум ниже максимального значения), на выхоле элемента 12 равнозначности формируется нулевой потенциал, открывающий элементы ЗАПРЕТ 11, при условии, что на выходе старших по номеру элементов равнозначности нет единичных потенциалов. 1

Поскольку максимальное отношение сигнал/шум, формируемое вторым блоком 9, растет с увеличением номера коррелятора (что достигается за счет увеличения энергии соответствующих опорных сигналов), то вероятность ошибки в принятом решении в соответствующем элементе 12 равнозначности уменьшается с увеличением номера.

Поэтому управляющий сигнал формируется из отклика на выходе старшего по номеру элемента 1? равнозначности, а все младшие элементы 12 равнозначности блокируются путем подачи запрещающего сигнала на соответствующие элементы ЗАПРЕТ 11.

По окончании цикла интегрирования из генератора 5 на прямые входы элементов ЗАПРЕТ 11 и на синхронизирующие входы триггеров 13 поступает короткий импульс конца цикла (ИКЦ), Если на выходе элементов 12 равнозначности нулевой потенциал (, Ф О), ИКЦ через открытый элемент ЗАПРЕТ 11 поступает на вход предварительной записи соответствующего триггера 13 и переводит его в единичное состояние.

Если ;= О, то ИКЦ не проходит на вход i — го и всех младших по номеру триггеров 13, которые остаются в нулевом положении. В результате этого в триггерах 13 оказывается записанным код ошибки синхронизации и на выходе элемента ИЛИ 14 появится единичный потенциал, который закрывает первый дополнительный элемент ЗАПРЕТ 20 и открывает второй элемент

И 17 для прохождения тактовых импульсов с выхода блока 10 на счетный вход первого триггера 13. Так как триггеры 13 образуют двоичный вычитающий счетчик с параллельной записью, та под действием тактовых импульсов на счетном входе первого триггера 13 вся цепочка триггеров 13 начинает работать в режиме обратного счета.

Как только состояние всех триггеров

13 станет равно нулю, на выходе эле9 15981 мента ИЛИ 14 появится нулевой потенциал, под действием которого второй элемент И 17 закроет доступ тактовых импульсов на счетный вход первого триггера l3 и откроется первый допол5 нительный элемент ЗАПРЕТ 20 для прохождения тактовых импульсов на вход генератора 5, где начнется формирование опорных функций Уолша. Начинается новый цикл интегрирования °

По окончании второго цикла интегрирования ИКЦ вновь поступает íà входы элементов ЗАПРЕТ 11 и на синхронизирующие входы триггеров 13. 15

Если ошибка синхронизации скомпенсирована на предыдущем цикле интегрирования во время работы обратного счета триггеров 13, то на выходах элементов 12 равнозначности будут 20 единичные потенциалы (отношение сигнал/шум максимальное), закрывающие элементы ЗАПРЕТ 11 для записи .в триг геры 13 ИКЦ. Единичный потенциал с выхода дополнительного (и+1)-го эле- 25 мента 12 равнозначности открывает, первый элемент И 8 для прохождения

ИКЦ на управляющий вход блока 7 и закрывает все элементы ЗАПРЕТ 11 для исключения влияния ложного срабаты- 30 вания остальных элементов 12 равно-. значности. Если в элементах 12 равнозначности младших по номеру произойдет ошибка в оценке синхропара. метра а в старшем правильный при 35 ем, то младшие по номеру элементы 12 равнозначности блокируются, а управляющий сигнал формируется на основе отклика старшего по номеру элемента 12 равнозначности. 40

Окончательное решение о наличии цикловой синхронизации, а также слежение в процессе передачи информации осуществляется на основе выходного напряжения дополнительного (n+1)-го элемента 12 равнозначности. Если на выходе этого элемента 12 равнозначности положительный потенциал в момент прихода ИКЦ (отношение сигнал/шум максимальное), то система в 50 синхронизме и, следовательно, выходные напряжения всех остальных элементов 12 равнозначности не анализируются.

Формула изобретения

1.Система цикловой синхронизации для многоканальных систем связи, со93 1О держащая на передающей стороне N источников информации, последовательно соединенные N формирователей посылок отрицательной полярности и первые блок дополнительного кодирования, формирователь группового сигнала и передатчик, последовательно соединенные N формирователей посылок положительной полярности и вторые блок дополнительного кодирования, Aopnmpoaaтель группового сигнала и передатчик, а также генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к тактовым входам первого и второго формирователей группового сигнала, вход каждого из N формирователей посилок отрицательной полярности соединен с входом соответствующего формирователя посылок положительной полярности и подключен к выходу соотвествующего источника информации, входы которых соединены и подключены к второму выходу второго формирователя группового сигнала, управляющие входы первого и второго блоков дополнительного кодирования соединены между собой и являются входами синхрокода, выходы первого и второго передатчиков являются соответственно первым и вторым выходами передающей стороны системы цикловой синхрониза-. ции для многоканальных систем связи, а на приемной стороне — первый и второй приемники, генератор тактовых импульсов (ТИ), последовательно соединенные первый сумматор, блок активных фильтров и блок записи и обработKH информации, последовательно соединенные инвертор, второй сумматор, выпрямитель, блок тактовой синхронизации, первый дополнительный элемент

ЗАПРЕТ, генератор опорных функций

Уолша, блок дополнительного кодирования - блок формирования опорных сигналов, блок корреляционных фильтров, п+1 элементов равнозначности, и элементов ЗАПРЕТ, и триггеров и элемент ИЛИ, а также первый и второй элементы И, выходы которых подклю .ены соответственно к управляющему входу блока записи и обработки информации и счетному входу первого триггера, причем инверсный выход предыдущего триггера соединен со счетным входом последующего триггера, управляющие входы блока дополнительного кодирования являются входами синхро-. кода, тактовый выход генератора опор12

8193

1О

ll 159 ных функций Уолша подключен к соединенным тактовым входам блока активных фильтров и блока корреляционных фильтров, к прямым входам и элементов ЗАПРЕТ и к синхронизирующим входы и т, ггеров, и к первому входу первого элемента И, выход (n+1)-го элемента равнозначности подключен к соединенным второму входу первого элемента И и инверсным входам всех элементов ЗАПРЕТ, выход каждого элемента равнозначности, кроме первого и последнего, дополнительно соединен с вторыми инверсными входами всех предыдущих элементов ЗАПРЕТ, вторые входы всех элементов равнозначности являются входами опорных напряжений, причем величина опорного напряжения тем больше, чем выше номер элемента равнозначности, первый и второй входы второго элемента И подключены соответственно к прямому входу первого дополнительного элемента ЗАПРЕТ и к соединенным инверсному входу первого ,ополнительного элемента ЗАПРЕТ и выходу элемента ИЛИ, причем входы первого и второго приемников являются соответственно первым и вторым входами приемной стороны системы цикловой си хронизации для многоканальных систем связи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости синхронизации, на передающей стороне введены блок фазирования по тактам группового сигнала положительного кода, блок фазирования по тактам группового сигнала отрицательного кода, блок взаимного фазирования, прямой и обратный счетчики, компаратор, дополнительный триггер, второй дополнительный элемент ЗАПРЕТ и делитель, причем выходы первого и второго приемников соответственно через блоки фазирования по тактам групповых сигналов положительного кода и отрицательного кода подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока взаимного фаэирования, тактовый вход которого подключен к соединенным тактовым входам блоков фазирования по тактам групповых сигналов положительного кодаи отрицательного кода и к выходу блока тактовой синхронизации, первый и второй информационные выходы блока взаимного фаэирования подключены соответственно к соединенным первому входу первого сумматора и входу инвертора и к соединенным вторым. входам первого и второго сумматора, выход генератора ТИ соединен с опорным входом блока тактовой синхронизации через делитель и с прямым входом второго дополнительного элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключен к счетному входу триггера, прямой и инверсный выходы которого соответственно через прямой и обратный счетчики подключены соответственно к первой и второй группам управляющих входов блока взаимного фазирования, управляющий выход которого через компаратор подключен к инверсному входу второго дополнительного элемента

ЗАПРЕТ.

2.Система по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что блоки фаэирования по тактам групгового сигнала положительного и отрицательного кода идентичны, каждый содержит последовательно соединенные управляемую линию задержки, ограничитель, фазовый дискриминатор, реверсивный счетчик и дешифратор, вход и выход управляемой линии задержки являются соответственно входом и выходом блоков, тактовый вход фазового дискриминатора является тактовым входом блоков.

3.Система по и. l о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что блок взаимного фазирования содержит последовательно соединенные первые группы регистров, компенсационных устройств сдвига и элементов сравнения, последовательно соединенные вторые группы регистров, компенсационных устройств сдвига и элементов сравнения, а также сумматор, выход которого является управляюшим выходом блока взаимного фазирования, вторые группы выходов первой и второй групп компенсационных устройств сдвига подключены к соответствующим группам входов второй и первой групп элементов сравнения, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, тактовый вход блока подключен к соединенным тактовым входам первой и второй групп регистров, первый и второй информационные входы блока подключены соответственно к информационным входам первой и второй групп регистров, информационные выходы и перваяи вторая группы управляющих, входов первой и второй

13

14

1598193 групп компенсационных устройств сдвига являются соответственно первым и вторым выходами блока первой и второй групп управляющих входов блока.

1598193

Составитель О.Мелькова

Редактор С.Пекарь Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 3072

Тираж 530

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101