Устройство для приема стартстопных сообщений

 

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может использоваться в проводных, радио- и радиорелейных и метеорных линиях связи с обратным и без обратного канала. Техническим результатом является снижение вероятности ложных срабатываний. Это достигается введением второго измерительного канала, в котором осуществляется накопление напряжений, создаваемых синхросигналом и информационными сигналами после их нелинейной обработки и сравнением суммарного уровня сигнала с порогом, существенно превышающим порог порогового устройства. Практически полное отсутствие ложных срабатываний при введении второго измерительного канала позволило совместное оптимальное обнаружение и измерение задержки принимаемого сигнала производить по первому превышению порога суммарным сигналом. 3 ил.

Изобретение относится к электро- и радиосвязи и может использоваться в проводных, радии-, радиорелейных и метеорных линиях связи с обратным или без обратного канала.

Известно устройство для приема стартстопных сообщений, содержащее последовательно соединенные приемник, фильтр, амплитудный детектор, пороговое устройство, дифференцирующий каскад, формирователь импульсов, стробирующее устройство, схему выбора максимального сигнала, генератор, решающее устройство, первый ключ, запоминающее устройство и второй ключ, и частотный дискриминатор, вход которого соединен с выходом приемника, а выход подключен к сигнальному входу решающего устройства, и датчик интервала наблюдения, причем второй вход стробирующего устройства соединен с выходом фильтра, управляющий вход первого ключа подключен к выходу схемы выбора максимального значения сигнала, выход генератора тактовых импульсов подключен ко второму входу запоминающего устройства, а его второй вход соединен с выходом датчика интервала наблюдения, соединенного со вторым входом схемы выбора максимального сигнала и управляющим входом второго ключа, выход которого является выходом устройства. Такое устройство описано в статье Каневского З.М. и Ледовских В.И. "Передача дискретных сообщений по каналам с обратной связью прерываниями". Электросвязь, 1970 г., N 8, стр.6-8.

Однако такое устройство имеет низкую помехоустойчивость и большую вероятность ложных срабатываний.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для приема стартстопных сообщений, описанное в книге Варакина Л.Е. "Системы связи с шумоподобными сигналами", М., Радио и связь, 1985 г., стр. 323-325, 281-287. Это устройство представлено на фиг. 1 и содержит последовательно соединенные приемник 1, частотный дискриминатор 2, фильтр 3, пороговое устройство 4, дифференцирующий каскад 5, формирователь импульсов 7, стробирующее устройство 8, схему выбора максимального значения сигнала 18, генератор тактовых импульсов 9, решающее устройство 10, первый ключ 11, запоминающее устройство 12 и второй ключ 13, и датчик интервала наблюдения 19, причем второй вход стробирующего устройства 8 соединен с выходом фильтра 3, управляющий вход первого ключа 11 подключен к выходу схемы выбора максимального значения сигнала 18, сигнальный вход решающего устройства 10 соединен с выходом частотного дискриминатора 2, выход генератора тактовых импульсов 10 подключен ко второму входу запоминающего устройства 12, а его второй вход соединен с выходом датчика интервала наблюдения 19, соединенного со вторым входом схемы выбора максимального сигнала 18 и управляющим входом второго ключа 13, выход которого является выходом устройства.

В формирователе импульсов 7 создается короткий импульс длительности τ в момент времени, соответствующий моменту окончания синхросигнала, который в блоке 8 используется для стробирования (считывания уровня) выходного сигнала блока 3. В устройстве 18 каждый раз при поступлении на его вход импульса с выхода блока 8, уровень которого превышает уровень предыдущего импульса, формируется импульс длительности nT+τ, который открывает ключ 11 и используется для запуска блока 9.

В стартстопных системах связи минимальная по продолжительности пауза между сообщениями (интервал наблюдения) может существенно превышать их длительность, поэтому в устройстве приема должна осуществляться оптимальная процедура поиска сигнала по времени на интервале наблюдения. Для этой цели и служит устройство 18, в котором последовательно во времени определяется максимум выборки сигнала после его фильтрации и, в конечном итоге, - временное положение синхросигнала. В датчике интервала наблюдения в момент его окончания формируется импульс с длительностью, равной длительности информационного сообщения. На это время он открывает второй ключ 13, а по его переднему фронту осуществляется запуск блока 9 и запись в блок 18 сигнала с нулевым уровнем.

Для устранения этого недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные приемник, частотный дискриминатор, фильтр, пороговое устройство, дифференцирующий каскад, последовательно соединенные формирователь импульсов, стробирующее устройство, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, решающее устройство, первый ключ, запоминающее устройство, второй ключ, причем второй вход стробирующего устройства соединен с выходом фильтра, сигнальный вход решающего устройства присоединен к выходу частотного дискриминатора, а выход генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом запоминающего устройства, введены последовательно соединенные квадратор, накопитель, стробируемое пороговое устройство, а также счетчик импульсов и прерыватель, причем первый вход прерывателя присоединен к выходу дифференцирующего каскада, а выход - к входу формирователя импульсов, второй выход которого соединен со вторым входом прерывателя, с первым входом генератора тактовых импульсов, и управляющим входом первого ключа, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, выход счетчика импульсов соединен со вторым входом генератора тактовых импульсов, управляющим входом накопителя, вторым входом стробируемого порогового устройства, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход квадратора соединен с выходом первого ключа, второй вход накопителя соединен с выходом стробирующего устройства.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для передачи стартстопных сообщений.

Устройство для приема стартстопных сообщений содержит последовательно соединенные приемник 1, частотный дискриминатор 2, фильтр 3, пороговое устройство 4, дифференцирующий каскад 5, прерыватель 6, формирователь импульсов 7 и стробирующее устройство 8, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 9, решающее устройство 10, первый ключ 11, запоминающее устройство 12 и второй ключ 13, последовательно соединенные квадратор 14, накопитель 15 и стробируемое пороговое устройство 16, и счетчик импульсов 17, причем второй вход стробирующего устройства 8 соединен с выходом фильтра 3, а его выход подключен ко второму входу накопителя 15, второй выход формирователя импульсов 7 соединен со вторым входом прерывателя 6, управляющим входом первого ключа 11 и первым входом генератора тактовых импульсов 9, выход которого соединен со входом счетчика импульсов 17 и вторым входом запоминающего устройства 12, сигнальный вход решающего устройства 10 подключен к выходу частотного дискриминатора 2, выход первого ключа 11 соединен со входом квадратора 14, выход стробируемого порогового устройства 16 подключен к управляющему входу второго ключа 13, а выход счетчика импульсов 17 соединен со вторым входом генератора тактовых импульсов 9, управляющим входом накопителя 15 и входом стробируемого порогового устройства 16; выход второго ключа 13 является выходом устройства.

Формирователь импульсов 7 (на фиг. 1) представляет собой одновибратор (см. например, книги Гутников B.С. "Интегральная электроника в измерительных устройствах", Л. "Энергия", 1980 г. стр. 171-173; Батушев В.А. и др. "Микросхемы и их применение" М.: Радио и связь, 1984 стр. 211).

Формирователь импульсов 7 на фиг. 2 содержит второй дополнительный одновибратор, вход которого соединен со входом первого одновибратора, а выход является вторым выходом формирователя импульсов.

Устройство для приема стартстопных сообщений работает следующим образом.

Принимаемый сигнал, состоящий из синхросигнала длительности T_s^t, манипулированного по частоте S-элементным кодом Баркера / S = 7/ с длительностью каждого элемента T, и n /n = 1 - 10³/ информационных частотно-манипулированных элементов той же длительности, после общей фильтрации в приемнике 1 и частотного детектирования в блоке 2 (фиг. 3а) поступает на вход фильтра 3, являющегося когерентным накопителем для сигнала Баркера, а затем на вход порогового устройства 4 (фиг. 3б). Если уровень сигнала превышает в последнем порог, то в момент времени, соответствующий его максимальному значению V_m (при отсутствии помех - в момент окончания синхросигнала), на выходе блока 5 создается отрицательный импульс (фиг. 3в), который, пройдя через прерыватель 6, создает в тот же момент времени короткий импульс длительности τ(τ ≪ T) на первом выходе блока ФИ 7 (фиг. 3г) и импульс длительности n·T+τ - на втором его выходе (фиг. 3д). В результате этого в течение интервала времени n·T+τ прерыватель 6 оказывается в разомкнутом состоянии, а первый ключ 11 замыкается; в блоке 8 создается импульс напряжения с амплитудой, равной максимальному значению выходного сигнала фильтра 3 (фиг. 3е), значение которой запоминается в накопителе 15, а на выходе блока 9 с задержкой на интервал времени T относительно переднего фронта импульса, действующего на втором выходе блока ФИ 7, формируется n импульсов длительности τ с периодом, равным T (фиг. 3ж). При этом в устройстве 10 выносятся решения по n информационным символам и его выходные сигналы той или иной полярности запоминаются в тактируемом импульсами ГТИ 9 блоке 12. Эти же сигналы после квадратического преобразования в квадраторе 14 последовательно во времени суммируются по напряжению в блоке 15 и складываются с уже существующим там напряжением (равным амплитуде выходного импульса блока 8). Если суммарный сигнал накопителя 15 в момент окончания последнего n-го импульса генератора 9 (фиг. 3и) превышает порог устройства 16, то на выходе последнего формируется импульс длительности n·T+τ, который открывает второй ключ 13, а на выходе генератора 9 создаются n тактовых импульсов (фиг. 3к), считывающих информационные символы из ЗУ 12 через ключ 13 на выход устройства (фиг. 2л). Этот момент времени определяется импульсом, действующим на выходе счетчика импульсов 17. Таким образом устройство позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний.

Например, если в устройстве-прототипе вероятность ложных срабатываний равна 10^-2 - 10^-6, то в предлагаемом устройстве при значении S = 7 и n = 12 она равна 10^-21. Это достигнуто введением второго измерительного канала, в котором осуществляется накопление напряжений, создаваемых синхросигналом и информационными сигналами после их нелинейной обработки, и сравнением суммарного уровня сигнала с порогом, существенно превышающим порог порогового устройства 4. При n = 24 вероятность ложных срабатываний имеет порядок 10^-50. Практически полное отсутствие ложных срабатываний при введении второго измерительного канала позволило совместное оптимальное обнаружение и измерение задержки принимаемого сигнала производить по первому превышению порога суммарным сигналом.

Формула изобретения

Устройство приема стартстопных сообщений, содержащее приемник, счетчик импульсов, стробирующее устройство и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что в него введены дополнительно второй выход формирователя импульсов и второй вход генератора тактовых импульсов, последовательно соединенные частотный дискриминатор, соединенный входом с выходом приемника, фильтр, пороговое устройство, дифференцирующий каскад и прерыватель, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, соединенного первым выходом с первым входом стробирующего устройства, а вторым выходом - со вторыми входами прерывателя и генератора тактовых импульсов, причем второй вход стробирующего устройства подключен к выходу фильтра, последовательно соединенные решающее устройство, первый вход которого соединен с выходом частотного дискриминатора, первый ключ, подключенный вторым входом ко второму выходу формирователя импульсов, запоминающее устройство, соединенное вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, и второй ключ, последовательно соединенные квадратор, вход которого подключен к выходу первого ключа, накопитель, соединенный вторым входом с выходом стробирующего устройства, и стробируемое пороговое устройство, соединенное выходом с управляющим входом второго ключа, причем вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к первому входу генератора тактовых импульсов, ко второму входу стробируемого порогового устройства и к третьему входу накопителя, выход генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом решающего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3