Устройство синхронизации шумоподобного сигнала

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических системах связи с шумоподобными сигналами. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости в режиме приема информации и увеличении диапазона отслеживания по задержке. Для этого устройство содержит генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП), регистр сдвига, перемножители корреляционных каналов, схемы выбора максимальных значений, схему сравнения, ключи, схему формирования порога, узел синхронизации, схемы управления делителей точной и грубой дискретной фазовой автоподстройки (ФАП), узел принятия решения, схему управления перестройки ГПСП, сдвигающий триггер, сумматор, также введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, управляемый генератор тактовых импульсов и делитель стробирующих импульсов. 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических системах связи с шумоподобными сигналами.

Прототипом устройства является "Устройство поиска шумоподобного сигнала", описанное в а.с.№347941 H04L 7/02 от 10.08.72.

Устройство (прототип) (фиг.1) содержит:

1 - регистр сдвига,

2 - перемножитель,

3 - интегратор,

4 - амплитудный детектор,

5 - сдвигающий триггер,

6Л, 6Ц и 6П - схемы выбора максимальных значений сигналов,

7, 11 - схемы сравнения,

8 - ключи,

9 - формирователь порога,

10 - сумматор,

12 - управляемый делитель точной дискретной системы фазовой автоподстройки (ФАП),

13 - управляемый делитель грубой дискретной системы ФАП,

14 - устройство управления работой точной и грубой систем ФАП,

15 - генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП),

16 - схема управления перестройкой ГПСП,

17 - опорный генератор тактовых импульсов,

18 - схема принятия решения.

Недостатком прототипа является то, что при условии большой нестабильности частоты тактовых импульсов оказывается малой точность отслеживания шумоподобного сигнала, и соответственно, пониженная помехоустойчивость в режиме приема информации.

На фиг.2 приведена функциональная схема устройства синхронизации шумоподобного сигнала.

Устройство содержит: регистр сдвига 1, перемножитель 2, интегратор 3, амплитудный детектор 4, сдвигающий триггер 5, 6Л, 6Ц и 6П - схемы выбора максимальных значений сигналов, 7, 11 - схемы сравнения, ключи 8, формирователь порога 9, сумматор 10, управляемый делитель точной дискретной системы фазовой автоподстройки ФАП 12, управляемый делитель грубой дискретной системы ФАП 13, устройство управления работой точной и грубой систем ФАП 14, генератор псевдослучайной последовательности ГПСП 15, схема управления перестройкой ГПСП 16, опорный генератор тактовых импульсов 17, схема принятия решения 18, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь 20, делитель стробимпульсов 21.

Устройство работает следующим образом.

Входной шумоподобный сигнал с выхода высокочастотного тракта приемного устройства подается на входы перемножителей корреляционных каналов.

Схема 7 выбирает максимальное значение среди сигналов, поступающих из схем 6Л или 6П, и сравнивает этот сигнал с пороговым значением сигнала, которое формируется схемой 9. Выходы 7Л и 7П схемы 7 являются управляющими для управляемых делителей дискретной системы ФАП 13, при условии обнаружения шумоподобного сигнала. Когда сигнал отсутствует на выходе схемы 7Ц, реверсивный счетчик установлен в положение, при котором управляемый генератор выдает номинальную частоту. Рассмотрим случай, когда сигнал появился на выходе 7Л или 7П схемы 7, а на выходе 7Ц отсутствует, в этой случае со схемы принятия решения 18 не выдается сигнал на ключи 8, а с выхода Р схемы управления переключением управляемых деталей ФАП 12, 13 подается команда, при условии поступления стробимпульса с выхода СИ ГПСП 15 на удлинение или укорочение длительности периода структуры ПСП на τ₀ в зависимости от сигналов схемы 7. Таким образом, сигналы с выходов 7Л или 7П являются управляющими для делителя грубой дискретной система ФАП 13 до тех пор, пока не появится сигнал на выходе 7Ц схемы 7, а на выходах 7Л или 7П сигнал пропадет. Появление сигнала на выходе 7Ц схемы 7 приводит к тому, что включается схема управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12 по сигналу, поступающему с выхода Т схемы 14, а схема управляемого делителя грубой дискретной системы ФАП 13 отключается ввиду отсутствия сигнала на выходе Г схемы 14.

По сигналу, поступающему с выхода Т схемы 14, включается реверсивный счетчик 19. Сигнал ошибки рассогласования для управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12 и реверсивного счетчика вырабатывается схемой сравнения 11 по сигналам с выходов В и С корреляционных каналов центральной группы. С помощью реверсивного счетчика 19 и цифроаналогового преобразователя 20 осуществляется подстройка на величину, которая обеспечивает необходимую точность подстройки структуры ГПСП 15. Одновременно с подстройкой частоты управляемого генератора осуществляется подстройка фазы структуры ПСП генератора ПСП 15 по команде управляемого делителя точной дискретной система ФАП 12 с шагом τ₀/n.

Шаг подстройки частоты управляемого генератора тактовых импульсов выбирается из условия:

где - изменение фазы структуры ПСП, вводимое в схему управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12 один раз за период структуры ПСП,

- перестройка частоты, вводимая реверсивным счетчиком в управляемый генератор тактовых импульсов один раз за L периодов структуры ПСП,

L - коэффициент деления стробимпульсов схемы 21.

Δf_ш - шаг перестройки реверсивного счетчика,

f_н - номинальная частота управляемого генератора тактовых импульсов.

Для того, чтобы осуществить отслеживание за обнаруженным сигналом во всем интервале возможных изменений частоты тактовых импульсов (2Δf), необходимо число разрядов (P) реверсивного счетчика выбирать из условия

Таким образом, с помощью управляемого делителя обеспечивается подстройка фазы структуры псевдослучайной последовательности с точностью τ₀/n один раз за период структуры ПСП, а с помощью реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя подстраивается частота управляемого генератора один раз за L периодов структуры ПСП, причем реверсивный счетчик накапливает ошибки рассогласования между частотами тактовых импульсов ПСП приемного и передающего устройств для того, чтобы компенсировать это расхождение до точности подстройки τ₀/n управляемого делителя точной дискретной системы ФАП 12.

В момент, когда обнаруженный сигнал первый раз попадает в центральную группу корреляторов, и разность частот тактовых импульсов ПСП передающего и приемного устройств такова, что не обеспечивается удержание в канале информации шумоподобного сигнала с помощью подстройки управляемого делителя 12, то сигнал будет выходить влево или вправо, в зависимости от знака разности частот. С появлением сигнала в левой или правой группах корреляционных каналов схема 7 выдает команду на управляемый делитель грубой дискретной системы ФАП 13, на удлинение или укорочение периода структуры ГПСП на τ₀ для того, чтобы сигнал снова оказался в центральной группе корреляторов.

Перестройка по циклу, описанному ваше, будет происходить до тех пор, пока частота управляемого генератора не изменится на величину с помощью реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя, при которой будет обеспечиваться удержание шумоподобного сигнала в канале информации. И только при условии совпадения подряд К стробирующих импульсов (К - любое целое число) с сигналом выхода 7Ц схемы 7, устройство 18 принимает решение об отключении корреляционных каналов левой и правой групп с помощью ключей 8.

Таким образом, применение двух устройств подстройки частоты тактовых импульсов управляемого генератора и фазы структуры ГПСП позволяет повысить помехоустойчивость в режиме приема шумоподобного сигнала при больших нестабильностях частот тактовых импульсов генераторов псевдослучайных последовательностей.

Формула изобретения

Устройство синхронизации шумоподобного сигнала, содержащее генератор псевдослучайной последовательности, соединенный с регистром сдвига, выходы которого соединены со входами перемножителей корреляционных каналов, разделенных на три группы, выходы перемножителей соединены со схемами выбора максимальных значений, выходы схем выбора максимальных значений второй группы корреляционных каналов соединены непосредственно со схемой сравнения, а выходы схем выбора первой и третьей групп через ключи, один вход схемы сравнения подключен к схеме формирования порога, соединенной со входом узла синхронизации, один выход схемы сравнения соединен со схемами управляемых делителей точной и грубой дискретной ФАП, другой выход подключен к схеме управления и узлу принятия решения, один выход которого подключен ко входу ключей, а другой - к схеме управления перестройкой ГПСП, один выход системы ФАП подключен к сдвигающему триггеру, соединенному с регистром сдвига и перемножителем, а другой выход - к регистру сдвига и ГПСП, выход которого соединен со схемами управления и принятия решения, вход одной схемы управления соединен с выходами схемы сравнения через сумматор, вход схемы управляемого делителя точной дискретной ФАП соединен с выходами схемы сравнения, входы которой соединены с выходами корреляционных каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в режиме приема информации и увеличения диапазона отслеживания по задержке, введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, управляемый генератор тактовых импульсов и делитель стробирующих импульсов, причем выходы схемы сравнения одновременно соединены со входами реверсивного счетчика, а другие входы счетчика соединены со схемой управления и с делителем стробимпульсов, вход которого соединен с выходом СИ ГПСП, выход реверсивного счетчика соединен с цифроаналоговым преобразователем, а последний подключен к управляемому генератору тактовых импульсов, соединенному со схемой управляемого делителя точной дискретной системы ФАП.

РИСУНКИ