Способ совместной тактовой и кодовой синхронизации

Изобретение относится к способам передачи дискретной информации и может быть использовано для тактовой и кодовой синхронизации в системах помехоустойчивой защиты информации, в частности, для синхронизации сообщений, передаваемых последовательностью слов помехоустойчивого циклического кода, с программной перестройкой рабочих частот, в которых используются корректирующие Рида-Соломона и БЧХ-коды. Сущность способа совместной тактовой и кодовой синхронизации заключается в последовательных демодуляции и декодировании кодовых слов с исправлением ошибок со сдвигом на один дискретный отсчет в скользящем окне приема, определении числа исправляемых ошибок, сравнении этого числа с пороговым значением, определении номера дискретного отсчета, соответствующего минимуму исправляемых ошибок после анализа интервала, равного длине кодового слова, причем номер отсчета с минимумом числа ошибок принимается как решение о достижении тактовой и кодовой синхронизации. Технический результат - совместное обнаружение тактовой и кодовой синхронизации сообщений в системах с программной перестройкой рабочих частот.

 

Изобретение относится к способам передачи дискретной информации и может быть использовано для тактовой и кодовой синхронизации в системах помехоустойчивой защиты информации, в частности, для синхронизации сообщений, передаваемых последовательностью слов помехоустойчивого циклического кода, а также с программной перестройкой рабочих частот, в которых используются корректирующие Рида-Соломона и БЧХ-коды.

Известен способ кодовой цикловой синхронизации [1], применяемый для синхронизации сообщения, передаваемого последовательностью слов циклического помехоустойчивого кода. При этом синхронизирующие признаки передаются словами помехоустойчивого кода. Для синхронизации не требуется передача специальных дополнительных символов, а используется избыточность самого помехоустойчивого кода. После установления синхронизации признаки синхронизации вычитаются из помехоустойчивого кода, не уменьшая корректирующую способность кода. При этом принятую входную последовательность, представляющую собой сумму по модулю два помехоустойчивого кода, нумерующей и синхронизирующей последовательностей, умножают на проверочный полином кода. В результате чего выделяют нумерующую последовательность. Далее осуществляют обнаружение синхронизирующей последовательности. Затем определяют вектор ошибок и осуществляют исправление ошибок в нумерующей последовательности. После этого сравнивают нумерующие и синхронизирующие последовательности с с соответствующими нумерующими и синхронизирующими последовательностями ранее принятых кодовых слов, причем если в результате сравнения числа совпадений с порогом будет превышение числом совпадений некоторого заранее заданного порога совпадений, принимают решение о наличии цикловой синхронизации в текущий момент времени. Далее вычитают соответствующие нумерующую и синхронизирующую последовательности из кодовых слов и затем выполняют декодирование кодовых слов с обнаружением и исправлением ошибок. Символы нумерующей последовательности суммируют с частью символов проверочной части помехоустойчивого кода, а оставшуюся часть символов проверочной части кода затем суммируют с символами синхронизирующей последовательности. При этом необходимо обнаружение синхронизирующей последовательности осуществлять с помощью умножения входной последовательности на проверочный полином помехоустойчивого кода.

Недостатком ближайшего аналога является то, что реализация описанного способа предполагает установленной тактовую синхронизацию, передачу специальных дополнительных символов и наличие большого числа кодовых слов для обнаружения кодовой и цикловой синхронизации. В системах с программной перестройкой рабочих частот эти условия невыполнимы.

Цель изобретения - совместное обнаружение тактовой и кодовой синхронизации сообщений в системах с программной перестройкой рабочих частот.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе кодовой и цикловой синхронизации, заключающемся в том, что принимают дискретную информацию в виде кодовых слов с исправлением ошибок в пределах скользящего окна приема, последовательно сдвигаемого на один дискретный отсчет, при каждом сдвиге скользящего окна приема декодируют кодовые слова с исправлением ошибок и сравнивают число исправляемых ошибок с предварительно заданным пороговым значением числа ошибок при числе исправленных ошибок меньшем порогового, запоминают его и, кроме того, запоминают номер временной метки, соответствующей номеру этого дискретного отсчета, причем принимают дискретную информацию со сдвигом скользящего окна приема во временном интервале, равном временному интервалу кодового слова. Факт достижения тактовой и кодовой синхронизации устанавливают в момент времени из числа ранее запомненных временных меток, соответствующем номеру дискретного отсчета с минимальным числом исправленных ошибок из числа запомненных во всем временном интервале кодового слова дискретных отсчетов.

Способ совместной тактовой и кодовой цикловой синхронизации на примере синхронизации кода Рида-Соломона заключается в следующем.

На передающей стороне формируют входную последовательность. Для этого на передающей стороне исходное сообщение, объемом k m-ичных (m>1) символов кодируют m-ичным помехоустойчивым кодом Рида-Соломона.

В результате кодирования информации получают кодовые слова кода Рида-Соломона (n, k), где информационная длина слова равна k, а блоковая - n символов. В излучаемой на некоторой частоте посылке (слоте) кодовых слов Рида-Соломона может быть от одного до трех.

На приемной стороне вначале осуществляют прием входной последовательности, в виде дискретных отсчетов с шагом, удовлетворяющим теореме Котельникова. По квантованным значениям отсчетов демодулируют относительно фазомодулированный сигнал и декодируют последовательность на длине, равной кодовому слову.

При декодировании получаются две характеристики - число исправляемых ошибок и значения ошибок. Число ошибок сравнивается с пороговым значением. Если ошибок меньше порога сохраняется это число и номер временной метки, с которой производилось декодирование. В частности, если исправлений ноль, то принимается решение о достижении тактового и циклового синхронизма. Если нуля ошибок нет, продолжается декодирование со сдвигом на один дискретный отсчет до тех пор, пока не будет проанализирован временной интервал, равный длине кодового слова. Далее находится минимум исправляемых ошибок среди зафиксированных значений на интервале длины кодового слова и временной момент, соответствующий декодированию с данного дискретного отсчета, является решением о достижении тактового и блокового синхронизма. Если имеется несколько смещений с одинаковым числом исправляемых ошибок, то из них выбирается то смещение, в котором максимально отношение сигнал-шум, а в случае, если обмен уже происходил, выбирается смещение, наиболее близкое к вычисленному в прошлый раз.

Порог числа исправляемых ошибок выбирают таким образом, чтобы обеспечить требуемую достоверность синхронизации. Значение порога определяется корректирующей способностью кода и статистикой ошибок канала связи.

Предлагаемый способ в отличие от известных позволяет отказаться от применения номерующих и синхронизирующих последовательностей, а выбрать критерием нахождения синхронизма число исправляемых ошибок, что снижает сложность технической реализации.

Использование кодовой и тактовой синхронизации в системах с программной перестройкой рабочих частот обеспечивает адаптацию синхронизации в каждом из принимаемых слотов, что повышает помехоустойчивость в каналах связи.

Использованная литература

1. Патент РФ на ИЗ №2214689, 2001 г.

Способ совместной тактовой и кодовой синхронизации, заключающийся в том, что принимают дискретную информацию в виде кодовых слов с исправлением ошибок в пределах скользящего окна приема, последовательно сдвигаемого на один дискретный отсчет, при каждом сдвиге скользящего окна приема декодируют кодовые слова с исправлением ошибок и сравнивают число исправляемых ошибок с предварительно заданным пороговым значением числа ошибок, при числе исправляемых ошибок, меньшем порогового, запоминают его и, кроме того, запоминают номер временной метки, соответствующей номеру этого дискретного отсчета, отличающийся тем, что принимают дискретную информацию со сдвигом скользящего окна приема во временном интервале, равном временному интервалу кодового слова, причем факт достижения тактовой и кодовой синхронизации устанавливают в момент времени из числа ранее запомненных временных меток, соответствующих номеру дискретного отсчета с минимальным числом исправляемых ошибок из числа запомненных во всем временном интервале приема дискретных отсчетов.