Устройство для синхронизации @ -последовательности Советский патент 1983 года по МПК H04L7/10 G01R25/00 

Изобретение относится к устройствам для синхронизации псевдошумово го сигнала и может использоваться для установления начальной синхронизации приемника и передатчика.

Известно устройство для синхронизации двоичного псевдсшумового сигнала inmc) с последовательным выбором оценок символов ПШС, содержащее фильтр нижних частот, блок формирования оценок, генератор тактовых импульсов, генератор ПШС, блок вынесения решения 11.

Измерение фазы ПШС в этом устройстве осуществляется путем формирования оценки п независимых символов ПШС, однозначно определяющих фазу ПШС.

Недостатком устройства является большое время синхронизации при малом отношении сигнал/шум из-за низкой надежности формируемых оценок фазы ПШС.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения фазы авоичного псевдошумового сигнала, содержащее последовательно соединенные фильтр нижних частот (ФНЧ), двухпороговый решающий элемент, блок формирования оценок, блок управления (БУ), а также генератор тактовых импульсов, генератор ПШС, блок коммутации, вычислитель, блок логики и блок вынесения решений, приЧем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом генератора ПШС и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый

10 выход БУ соединен с управляющим входом вычислителя, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оценок, второй выход БУ соединен с управляющим входом блока

15 коммутации, п выходов генератора ШПС через блок коммутации соединены с п входами вычислителя и первыми п входами блока логики, выход блока логики соединен с первым входом блока

20 вынесения решений, второй вход которого соединен с входом ФНЧ, выход блока вынесения решений соединен с третьим входом БУ 21.

Недостатком устройства является

25 большое время синхронизации при ма,лых отношениях сигнал/шум на входе устройства, обусловленное низкой надежностью оценок фазы ПШС, чю приводит к необходимости многократного

30 повторения процедуры измерения фазы. Цель изобретения - повышение быст родействия и расширение динамического диапазона. Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации М-лоследовательности двоичного псеэдошумового сигнала, содержащее после довательно соединенные фильтр нижних частот, двухпороговый,решающий элемент , блок формирования оценок, бпоц управления, а также генератор так-. товых импульсов, генератор псевдошумового сигнала, блок коммутации, вучислитель, блок логики и блок вынесения решений, причем выход .генератора тактовых импульсов соединен с входом генератбра псевдошумового сигнала и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый выход блокауправления соединен с управляющим входом вычислителя, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оце нок, второй выход блока управления .соединен с управляющим входом блока коммутации, выходы генератора псевдо .шумового сигнала через блок коммутации соединены с входами вычислителя первыми входами блока логики, выход блока логики соединен с первым входо блока вынесения решения, второй вход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход блока вынесения решения соединен с третьим входом бл ка управления, введен блок реверсивных счетчиков, входы которого соединены с выходами вычислителя, управляющий вход соединен с третьим выходом блока управления, а выходы соеди нены с другими входами блока логики . Введение в устройство-прототип блока реверси.вйых счетчиков приводит к уменьшению среднего времени измерения фазы ПШС, так как накопление коэффициентов в блоке реверсивных счетчиков увеличивает вероятность правильной оценки фазы, что уменьшает число попыток измерения фазы ПШС при фиксированном отношении сигнал/ /шум, а также позволяет расширить диапазон работы устройства по отношению сигнал/шум на входе устройства при сохранении среднего времени изменения фазы ПЫС неизменным. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из фильтра 1 .нижних частот . СФНЧ), двухпорогового решающего элемента 2, блока 3 формирования оценок, блока 4 управления (БУ ), генератора 5 тактовых им пульсов, генератора 6 ПШС, блока 7 коммутации, вычислителя 8, блока 9 логики, блока 10 вынесения решения, блока 11 реверсивных счетчиков. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Фильтр 1 нижних частот обеспечивает фильтрйцию символов принимав- мого псевдошумового сигнала из шума. Двухпороговый решающий элемент 2 вырабатывает сигнал +1, если выходной сигнал ФНЧ i больше положительного порога, вырабатывает сигнал -1, если сигнал на выходе фильтра i меньше отрицательного порога, и вырабатывает сигнал О, если сигнгш на выходе фильтра 1 не превышает положительный порог, но больше отрицательного порога. Блок 3 формирования оценок формирует логические 1 и О в момент поступления тактового импульса от генератора 5 тактовых импульсов. Логика работы блока 4 управления почти полностью совпадает с логикой работы блока управления устройства- прототипа. Отличие состоит в том, что процедура составления и решения системы уравнений выполняется не один (как в прототипе), а несколько (N): раз, а также имеется связь блока 4. управления с блоком 11 реверсивных счетчиков, по которой в блок 11 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий выдачу в блок логики значений знаковых разрядов счетчиков. Генератор 5 тактовых импульсов, генератор б ПШС, блок 7 коммутации, вычислитель 8, блок 9 логики и блоц 10 вынесения решения полностью идентичны соответствующим блокам прототипа. Блок 11 реверсивных счетчиков содержит п реверсивных счетчиков, которые накапливают коэффициенты С (,2,...,п) за N циклов работы вычислителя . Псевдошумовой сигнал, прошедший через ФНЧ 1, Поступает на двухпороговый решающий элемент 2. Если в тактовый момент сигнал с выхода ФНЧ 1 превышает верхний (нижний) порог решающего элемента 2, то в блоке 3 формирования оценок формируется логическая единица.(нуль). Сформированная в блоке 3 формирования оценок оценка г-, , поступает в блок 4 управления и вычислитель 8. В момент поступления оценки в. блок 4 управления из генератора 6 ПШС в вычислитель 8 через блок 7 коммутации поступают п двоичных чисел ся, 4.2 -in представляющий собой заполнение регистра генератора 6 ПШС в данный тактовый момент. Если в тактовый момент сигнал с выхода ФНЧ 1 не превьтиает ни один из порогов ре7 шающего элемента 2, то в блоке 3 формирования оценок оценка не формируется. После того, как в вычислитель 8 поступит п сформированных оценок по сигналу блока 4 управления, в вьочислителе 8 .осуществляется решение системы уравнений ®«1пп а S® ® «2iS®. 2®--:®.. -n-t 5l€9( ( @ - знак суммирования по mod 2) и определяются коэффициенты С, C2,...rCf,. В случае, если система уравнений содержит линейно-зависимые уравнения, то одно из линейнозависимых уравнений заменяется новы .22®-® n+i, и система уравнений решается вновь Вычисленные коэффициенты поступа в блок 9 реверсивных счетчиков. В каждый счетчик записывается Х} 1, если C;j 1, или Х -1, если С О, 1 1,2,...,п. После этого в вычисл тель 8 снова поступает п оценок, сформированных в блоке 3 формирования оценок И соответствующие им гру пы чисел из генератора 6 ПШС. Если на предыдущем этапе ретяения системы уравнений имелись линейно-зависи шзе уравнения не использованные при решении системы уравнений, то эти ура нения включаются во вновь составляю щую систему уравнений. Процедура составления систе.мы ур нений и ее решения выполняется N раз (N-нечетное число). В результ те в реверсивных счетчиках будут на коплены числа , 2.-., где Х4 1 коэффициенты С , вычисленны при решении К-й системы уравнений; К 1,2,...,М, -Знаковае разрядщ реверсивных сче чиков f 3i ,... ,«3„(3| 1/0 7 если накопленное в счетчике число больше (меньше) нуля из блока 11 реверси ных счетчиков поступают в блок 9 логики. В блоке 9 формируется t-й элемент синфазного ПШС в соответствии с выражением , . . . где текущий тактовый момент. Сформированный в блоке 9 ПШС поступает в блок 10, в котором осуществляется проверка синфазности сформированного ПШС и ПШС, поступающего на вход устройства. Во время проверки синфаэности процедура составления системы .уравнений и р.ешения этой системы повторяется, что позволяет иметь новую оценку фазы ПШС к моменту окончания режима проверки синфазности и уменьшает затраты времени на формирование оценок. Нс1Дежность сформированной оценки при этом все время увеличивается. Если сформированный ПШС оказывается несинфазным с сигналом, поступающим на вход устройства, то в блок логики 9 поступает следующая оценка фазы, и проверка синфазности повторяется. При вынесении решения о синфазности сформированного ПШС и поступающего на вход устройства процедура измерения фазы заканчивается. После завершения процесса измерения фазы принимаемого псевдошумового сигнала в блоке 9 логики формируется синфазный псевдошумовой сигнал. Таким образом, введение блока реверсивных счетчиков позволяет значительно повысить быстродействие устройства и его динамический диапазон. Формула изобретения Устройство для синхронизации М-последовательности, содержащее последовательно соединенные-фильтр нижних частот, двухпороговый решающий элемент, блок формирования оценок, блок управления, а также генератор тактовых импульсов, генератор псевдошумового сигнала, блок коммутации, вычислитель , блок логики и блок вынесения решений, причем выход генератора тактовых импульсрв соединен с входом генератора псевдошумового сигнала и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый выход блока управления соединен с управляющим входом вычислителя, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оценок, второй выход блока управления соединен с управляющим входом блока коммутации, выходы генератора псевдошумового сигнала через блок коммутации соединены с входами вычислителя и первыми входами блока логики, выход блока логики соединен с первым входом блока вынесения решения, второй вход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход блока вынесения решения соединен с третьим входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия и расширения динамического диапазона, в него введен блок реверсивных счетчиков, входы которого соединены с выходами вычислителя, управляющий вход соединен с третьим выходом блока управления, а выходы соединены с другими входами блока логики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Уорд Р. Различение псевдошумовых сигналов методом последовательной оценки.- Зарубежная радиоэлектроника, 1966, 3.

2. Авторское свидетельство СССР № 468187, кл. G 01 R 25/08, 1973.