Устройство тактовой синхронизации многоканальных модемов Советский патент 1986 года по МПК H04J3/06 H04L7/02 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в многоканальных модемах с ортогональными сигналами и фазоразностной модуляцией.

Цель изобретения - сокращение времени вхождения в синхронизм и повышение помехоустойчивости устройства синхронизации.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства тактовой синхронизации многоканальных модемов.

Устройство тактовой синхронизации многоканальных модемор содержит блок 1 предварительной обработки грутГпового сигнала,узел 2 позонного

выделения сигнала рассинхронизации, формирователь 3 синхроимпульсов,опор- fibm генератор 4,формирователь 5 импуль сов управления,блок 6 сравнения,цифровой компаратор 7, формирователь 8 адреса зоны синхронного состояния и .узел 9 мажоритарной оценки адреса зоны синхронного состояния. При этом блок 1 предварительной обработки ; группового сигнала состоит из аналого-цифрового преобразователя 10 (АЦП) дискретной линии 11 задержки и вычитателя 12; узел 2 позонного выделения сигнала рассинхронизации содержит блок 13 формирования знака рассинхронизации, состоящий из сумматора-вычитателя 14, регистра 15 и ключа 16, блок 17 усреднения сигнала по зонам, состоящий из сумматора-вычитателя 18, регистра 19 и ключа 20, блок 21 усреднения сигнала рассинхронизации, состоящий из ключа 22 и реверсивного счетчика 23 блок 24 усреднения сигнала по посылкам, состоящий из сумматора-вычита теля 25, ключа 26 и регистра 27, ключ 28/

Формирователь 3 синхроимпульсов состоит из блока 29 дискретной автоподстройки фазы и делителя 30 частоты.- Устройство тактовой синхронизации

многоканальных модемов работает следующим образом.

Групповой сигнал S(t), представляющий линейную сумму ортогональных фазоразностно модулированных (модуляция во всех подканалах производится в одном такте) гармонических составляющих, noctyqaeT на вход АЦП 10 и преобразуется в последовательность двоичных чисел, соответ

s

5

0

ствующих значению выборбк группового сигнала S(n4t), Взятых с интервалом дискретизации at, определяемым из условия теоремы Котельникова как

At 4 l/2Fb 1/fg,

где Fb - верхняя частота спектра

группового сигнала; fg - частота дискретизации. С выхода АЦП 10 абсолютные значения чисел, соответствующих .

S(nut) , где п - 1,2,3... - целые положительные числа, пост упают одновременно на вход дискретной линии 11 задержки на I Т/At тактов частр- ты дискретизации f и один из входов вычитателя 12, где Т - интервал ортогональности, а.на второй вход вычитателя 12 поступают задержанные « числа-с выхода линии 11 задержки. Тогда на выходе блока 1 образуются числа

l ((S(nat)l - |S(n-r) (1)

0

Последовательность таких чисел является искомым исходным Сигналом рассинхронизации, так как рассматриваемый групповой сигнал обладает свойством симметричности, заключающимся в равенстве (без учета воздействия помех) а бс олютных значений отсчетов группового сигнала, отстоящих на интервал ортогональности Т т.е. IP О, если за это время не происхр5 дит изменений сигнала по фазе и в отличии абсолютных значений этих отсчетов друг от друга в противном случае. .

При воздействии помех и замираний

изменяются фазовые соотношения между составляющими группового сигнала, поэтому .за сигнал рассинхронизяции можно принимать только усредненное значение выражения (1) . В общем слу-. чае интервал усреднения, может быть любым, однако для исключения неопре-, деленности в фазовой подстройке не-- обходимо, чтобы это время было равным защитному- промежутку t .j . , причем

.1,,, ,

где Е, - длительность посылки;

Т - интервал ортогональности. Для выделения сигнала грубой под- 55 стройки фазы интервал посыпки разби- вае1ся на целое число зон М так; что каждая зона включает.целое число интервалов at. Величина зоны и их коли

5

50

3

чество зависят от необходимой точности грубой подстройки

- , 111 . J

-зона М 100

где f - точность г рубой подстройки, %.

Сигнал, описываемый выражением (1), с выхода блока 1 поступает на .вход блока 17, где обрабатьшается с частотой Mfg и образуются суммы

ч- г-Гз

11

ЫЧ+в

{llS(n.At)| -|S()ll| .(2)

где , - любое целое число;

е S,M ;

I - номер зоны.

Процесс образования I-j-,. происходит следующим образом.

Поступающие на вход сумма тора-вы- читателя 18 сигналы суммируются при замкнутом ключе 20 с поступающим на выход регистра 19 числом, которое соответствует результату предьщущего этапа образования 1. . Этот процесс для каждой зоны длится f тактов. По окончании, образования очередной суммы 1. ключ 20 для интервала, соответствующего обработке i-и зоны, разрьшается и производится счи тьшание информации с- блока 17.

Таким образом, минимум огибающей согласно выражению (2) соответствует зоне, для которой положение сетки тактовых частот будет синхронным, пр ичем при перестройке эта зона становится первой.

Для дальнейшего повышения помехоустойчивости, сигналы III. выхода блока 17 поступают через ключ 28 в блок 24. Этот процесс усреднения ана логичен процессу .образования и в ыполняется на последовательно соединенных и охваченных обратной связью чер ез ключ 26 сумматоре-вычита- теле 25 и регистре 27, имеющем промежуточные отводы х , fe , с .

Оценка очередного нормализованного выбора 11. на превышение порога заключается в том, что при появлении нулевого числа для I -и зоны на выходе b регистра 27 сигналы двух соседних (-1) и ( +) зон с выходов А и с регистра 27 сравниваются в блоке 6 двух сигналов рассинхрониза- ции с заранее установленным пороговь числомП и, если хотя бы один из них превосходит или pae f H порогу.

3825Д4

процессы усреднения по ряду посылок прекращаются, для чего в течение одного последующего цикла образования 1. . ключ 26 разрывается. Ключ

5 26 ставится в положение Земля на время определения минимального значения J.4- и сравнения с порогом.. Цифровой компаратор 7 с памятью вырабатывает три формы сигналов:

10 минимальное значение среди всех Г 1ч;, сигнал сБ , свидетельствующий о том, что пришедшее на равнение очередное число, соответствующее Г1((+1), меньше ранее зафиксирован(5 ного минимального значения Е1ц, и сигнал для. блока 6, разрешающий сравнение с порогом. В каждом цикле сравнения первая пришедшая Е1 записывается в память компаратора 7

20 как минимальная. Выделенное в результате полного цикла сравнения минимальное значение L l. подается на вход узла 2, где производится нормализация 1..

25 Сигнал поступает на вход формирователя 8, в котором каждым сигналом cS производится сброс в исходное состояние двоичного пересчетного устройства. Таким образом, на выходе

,„ формирователя 8 к концу цикла сравнения образуется число, соответствующее номеру (адресу) зоны, для которой 11 минимальна. После того, как проведен цикл сравнения, выде- лено минимальное значение )

и адрес зоны, которому оно.соответствует, проводится цикл нормализации. Затем производится цикл сравнения значений Г1(.,| и :1ч(;-ц) соседних с i-зоной с минимальным (нулевым после нормализации) значением с заранее установленным порогом. Это сравнение производится в блоке 6 и состоит в том, что при появлении на входе Ь нулевого значения производится сравнение сигналов, поступающих по входам а. и с установленным порогом При равенстве этих сигналов порогу П или если они больше порога П на выходе

бл9ка 6 появляется сигнал, поступающий на второй вход формирователя 8. Этот сигнал разрешает считывание сформированного числа, соответствующего номеру зоны для которой Я1ц45

55

минимальна.

Время усреднения, необходимое : для достижения сигналом порога, зави1

сит от конкретных условий приема . (замираний, помех) и продолжается тем дольше, чем они хуже. Эт1-1м обеспечивается первый этап адаптации к условиям приема.

С выхода формирователя 8 сигнал поступает на вход узла.9. Мажоритарная оценка состоит в сравнении на равнозначность группы из m подряд вышедших адресов зоны ситсронного состояния. Критерием оценки служит равнозначность k из m адресов. При вьтолнении заранее установленного критерия соответствующий ему адрес зоны поступает на схему формирования сигналов управления режимами, подстройки фазы, сигналы с выходов которой в зависимости от адреса зоны синхронного состояния либо разрешают -режим точной подстройки, поступая на третий вход узла 2, либо формируют сигнал ассоциативной установки в исходное состояние, поступающий на вход делителя 30 частоты.

Принцип выделения сигналов рас- синхронизации точной подстройки за-; ключается в том, что интервал 1 , соответствующий усреднению сигналов рассинхронизации для первой зоны, делится на две части. На первой половине этого интервала времени производится суммирование сигнала, образованного по выражению (1), а на второй половине - вычитание. .Ес- ли все элементы, образованные по : выражению (1), принадлежат одной и той же элементарной посылке группо вого сигнала, результат этой операции будет нулевым. Если хотя бы один из элементов относится к разным посьшкам, то результат отличен от нуля-, а знак результата зависит от того, nepBoi y или второму интервалу усреднения принадлежит этот элемент

Операция по выделению сигналов рассинхронизации такта точной подстройки вьтолняется блоком 13 и блоком 21. Сигнал с выхода блока 1 поступает на вход сумматора-вьийта- теля 14, последовательно соединенного с регистром 15, охваченным обратной связью через ключ 16. С выхода регистра 15 знаки рассинхронизации поступают на вход ключа 22, который разрешает или запрещает режим точной подстройки. Если режим точной подстройки разрешен, то знаки

рассинхронизации.поступают на реверсивный счетчик 23, где усредняются и подаются на входы блока 29 путем добавления или вычитания импульсов в последовательности импульсов.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

5

0

5

1.Устройство тактовой синхронизации многоканальных модемов, содержащее последовательно соединенные - блок предварительной обработки группового сигнала, узел позонного выделения сигнала рассинхронизации., формирователь синхроимпульсов, последовательно соединенные опорные генератор и формирователь импульсов управления, выход которого подключен к соответствующему входу формирователя синхроимпульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам узла позонного выделения сигнала рассинхронизации, другие выходы формирователя синхроимпульсов являются выходами устройства, а вход блока предварительной обработки группового сигнала является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм и повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные блок сравнения, цифровой компаратор, формирователь адреса зоны синхронного состояния .. и узел мажоритарной оценки адреса зоны синхронного состояния, первый выход которого подключен к соответ- ствующе му входу формирователя синхроимпульсов, к другим входам узла погонного вьщеления сигнала рассинхронизации соответственно подключены второй выход узла мажоритарной оценки адреса зоны синхронного состояния и второй выход цифрового компаратора, выходы, узла позонного выделения сигнала рассинхронизации подключены к соответствующим входам блока сравнения и цифрового компаратора, третий выход которого подключен к соответствующему входу блока сравнения, выход которого подключен ко второму входу формирователя адреса зоны синхронного состояния, установочный вход блока сравнения является входом сигнала Порог.

2.Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что блок предварительной обработки группового сигнала содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), диекретную линию задержки и вычитатель, причем.второй вход вычи- тателя подключен к выходу АЦП, а выход вычитателя является выходом блока предварительной обработки группового сигнала, а вход АЦП - входом блока предварительной обработки группового сигнала.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что узел позонного выделения сигнала рассинхронизации содержит объединенные по первым входам блок формирования знака рассинхронизации и блок усреднения сигнала по зонам, выход которого через ключ подключен к первому входу блока усреднения сигнала по посылкам для каждой зоны, выходы которого являются соответствующими выходами узла позонного вьщеления сигнала рассинхронизации, выход блока формирования знака рассинхронизации подключен к первому входу блока усредСоставитель О.Константинова Редактор Ю.Петрушко Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

3305/58

Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

нения сигнала рассинхронизации, выходы которого являются соответствующими выходами узла, позонного выделения сигнала рассинхронизации, причем первый и в торой входы блока формирования . знака рассинхронизации, второй вход блока усреднения сигнала по зонам, второй и третий входы ключа,

второй вход блока усреднения сигнала рассинхронизации и второй вход блока усреднения сигнала по посылкам для каждой зоны являются соответствующими входами узла позонного вьщеления

сигнала рассинхронизации.

4, Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, чтб формирователь синхроимпульсов состоит из последовательно соединенных блока дискретной автоподстройки фазы и делителя частоты, первый вход и выходы которого являются выходами формирователя синхроимпульсов, входы блока диСкрет- ной автоподстройки фазы и второй

вход делителя .частоты являются входами формирователя синхроимпульсов.