Устройство для синхронизации псевдослучайных сигналов Советский патент 1987 года по МПК H04L7/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для быстрой синхронизации фазоманипули- рованных псевдослучайных сигналов (пес) при малом отношении сигнал/шум (ОСШ) на входе приемника ПСС.

Целью изобретения является сокращение времени синхронизации ПСС при малом отношении сигнал/шум.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства

Устройство для синхронизации ПСС содержит первый блок 1 корреляции, первый генератор 2 опорного сигнала первый формирователь 3 импульсов, первый блок 4 стробирования, второй формирователь 5 импульсов, первый пороговый блок 6, первый делитель .7 частоты, генератор В тактовых импульсов, второй делитель 9 частоты, блок 10 формирования кода, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 11, пер- вьй блок 12 дискретного сдвига, блок 13 вычисления, блок 14 коммутации, блок 15 управления контролем, третий формирователь 16 импульсов, второй блок 17 дискретного сдвига,блок 18 вентилей считывания, второй генератор 19 опорного сигнала, второй блок 20 корреляции, второй блок 21 стробирования, второй пороговый блок 22, блок 23 управления поиском.

Устройство для синхронизации ПСС работает следующим образом.

На вход устройства, связанный с сигнальными входами первого 1 и второго 20 блоков корреляции, поступает принимаемый ПСС. Синхронизация ПСС осуществляется с помощью самой универсальной процедуры пошагового поиска ПСС по задержке. На первом этапе каждого шага поиска ПСС обработка принимаемого сигнала осуществляется в первом блоке 1 корреляции, реализуемом в виде последовательного соединения конвольвера, рециркуля тора и амплитудного детектора. Опорный сигнал, подаваемый на второй сигнальный вход первого блока 1 корреляции, формируется первым генератором 2 опорного сигнала путем разбиения эталонного (ожидаемого) ПСС,

генерируемого в генераторе 2, на сег- gg подается на управляющий вход первого

менты, длительность которых равна времени Т., памяти рециркулятора, и инверсии каждого сегмента во времени. Временное положение опорного

5

0

5

сигнала определяется блоком 12 дискретного сдвига.

Длительность интервала обработки принимаемого ПСС в блоке 1 корреляции задается сигналом, поступающим на управляющий вход блока 1 корреляции с выхода формирователя 3 импульсов. Данный сигнал формируется следующим образом. Генера тор 8 тактовых импульсов постоянно формирует две последовательности тактовых импульсов: одну с периодом следования, равным длительности t элементарного символа ПСС, а вторую - с периодом следования, равным Со/2. Первая тактовая последовательность поступает в блок 14 коммутации, который на первом этапе каждого шага подает ее в делите ль 7 частоты. Коэффициент деления частоты делителя 7 устанавливается равным Т /т. В результате с выхода делителя 7 частоты снимается импульсная последовательность с периодом следования импульсов, равным времени памяти ре- циркулятора. Эта импульсная последовательность подается в делитель 9 частоты и в генератор 2 опорного сигнала. В генераторе 2 опорного сигнала данная импульсная последовательность задает период сегментации опорного сигнала.

Коэффициент деления частоты, установленный в делителе 9, равен требуемому числу циклов когерентного накопления сигнала в рециркуляторе первого блока 1 корреляции. В результате с выхода делителя 9 частоты сни0 мается импульсная последовательность с периодом следования импульсов,равным длительности интервала обработки ПСС в блоке 1 корреляции. Данная им-, пулсная последовательность подается

5 в формирователи 3 и 5 импульсов,блок 10 формирования кода и блок 15 управления контролем. С выхода формирователя 3 импульсов снимается импульс, передний фронт которого совпадает с

0 моментом поступления на вход формирователя 3 импульса с выхода делителя 9 частоты (длительность сформированного импульса равна времени памяти рециркулятора). Этот импульс

0

5

блока 1 корреляции, передний фронт импульса поступает в момент окончания интервала обработки ПСС в первом блоке 1 корреляции. Под действием по3П

ступившего импульса результат обработки принятого сигнала считывается из блока 1 корреляции, а рециркуля- тор в течение времени очищается, подготавливая тем самым блок 1 корреляции к обработке ПСС на следующем шаге поиска ПСС.

Выходной сигнал блока 1 корреляции, пропорциональный отрезку (длительностью Тр) взаимокорреляционной функции принимаемого и опорного ПСС, поступает в блок А стробирования. На управляющий вход блока 4 стробирования поступает сигнал с выхода формирователя 5 импульсов. Формирователь 5 импульсов запускается выходным сигналом делителя 9 частоты. На первом выходе формирователя 5, подключенной к управляю1цему входу блока 4 стробирования, формируется импульс, длительность которого задает окно анализа выходного сигнала блока 1 корреляции (длительность окна анализа определяется типом блока 1 корреляции и режимом поиска ПСС). На втором выходе формирователя 5 фор мируется короткий импульс,время появления которого совпадает с моментом окончания импульса на первом выходе формирователя 5. Этот импульс подается на соответствующие входы блока 14 коммутации и блока 15 управ Ленин контролем. С пp rxoдoм данного импульса в блок 14 коммутации этот блок прекращает подачу тактовых импульсов в делитель 7 частоты: делите ли частоты 9 и 7 переходят в режим ожидания.

Выходной сигнал блока 1 корреляции, попадающий в окно анализа, которое сформировано блоком 4 стробирования, подается в пороговый блок 6. В этом блоке производится сравнение поступившего сигнала с пороговым уровнем Z, установленным в пороговом блоке 6. В момент превышения входным сигналом порога Z на выходе порогового блока 6 появляется сигнал, подаваемый в блок 10 формирования кода. На второй вход блока 10 формирования кода поступает вы ходной сигнал делителя 9 частоты, а на третий вход подается тактовая последовательность с второго выхода ге нератора 8 тактовых импульсов. С помощью сигналов, поступающих на второй и третий входы, блок формирования кода преобразует время поступле80984

)ия сигнала с выхода порогового блока 6 в двоичный код: начало отсчета времени задает импульс с выхода делителя 9 частоты. Сформированный код вре5 мени превыщения порога подается в оперативный запоминающий блок 10. Одновременно с этим с второго выхода блока 10 формирования кода на второй вход оперативного запоминающего бло 10 ка 11 подаются короткие импульсы, фиксированной длительности, временное положение которых совпадает со временем поступления в блок 10 формирования кода выходных сигналов по15 рогового блока 6. Эти же импульсы подаются в блок 15 управления контролем, который подсчитывает число поступивших импульсов.

Коды времени превышения порога,

20 сформированные в блоке 10 формирования кода, записываются в оперативном запоминающем блоке 11. Импульсная последовательность, поступающая из блока 10 формирования кода на рой вход оперативного запоминающего блока 11, используется для управления процессом записи кодов времени превышения порога в разные элементы памяти оперативного запоминаюп1е30 го блока 14. После завершения анализа выходного сигнала блока 1 корреляции в пороговом блоке 6, когда поступление новых кодов в оперативный запоминающий блок 11 уже невозможно,

35 на третий вход оперативного запоминающего блока 11 подается импульс с второго выхода формирователя 5 импульсов, прошедший через блок 14 коммутации. По этому импульсу осуществ40 ляется считывание из оперативного запоминающего блока 11 первого из хранящихся в нем кодов времени превышения порога. Считанный код поступает с выхода оперативного запоминающего

45 блока 11 в блок 13 вычисления. Одновременно с этим на втором выходе оперативного запоминающего блока 11 формируется короткий импульс. Этот импульс поступает на третий вход блока

50 15 управления контролем, который формирователем 5 импульсов переведен в режим подсчета импульсов, поступающих на третий вход блока 15 управления контролем.

55 Блок 13 вычисления, получив из оперативного запоминающего блока 11 код времени превышения порога,определяет, есть ли двузначность в оцен

ке временно рассогласования между принимаеьв 1м и опорным сигналами по данному времени превышения порога,

и производит расчет временного рас

согласования, соответствующего поступившему коду. В случае наличия двузначности в оценке временного рассогласования между принимаемым и опорным пес по поступившему коду вре мени превышения порога на выходе блока вычисления 13, подключенном к соответствующему входу блока 14 коммутации, формируется управляющий импульс. Результат расчета временного рассогласования, произведенного блоком 13 вычисления, выдается в блок 17 дискретного сдвига: по одному каналу передается информация о знаке рассогласования, а по другому каналу в блок 17 дискретного сдвига вводится информация об абсолютной величине рассогласования.Блок 17 дискретного сдвига изменяет временное положение опорного сигнала, формируемого генератором 19 опорного сигнала, в соответствии с величиной и знаком временного рассогласования, рассчитанного вычислителем 13 (полагается, что перед началом процедуры синхронизации опорные сигналы, формируемые генераторами 2 и 19, синфазны, поэтому перед первой перестройкой генератора 19 опорного сигнала его не требуется подстраивать под первый генератор 2 опорного сигнала).

Опорный сигнал, сформированный генератором 19 опорного сигнала, подается на опорный сигнальный вход блока 20 корреляции. Спустя некоторое время после перестройки опорного сигнала на первый управляющий вход блока 20 корреляции из блока ,14 коммутации поступает импульс, по которому производится начальная установка блока 20 корреляции и начинается корреляционная обработка принимаемого пес. Кроме блока 20 корреляции управляющий импульс из блока 14 коммутаци .подается также на вход формирователя 16 импульсов. Через время, равное заданной длительности интервалов обработки пес во втором блоке 20 корреляции, на выходе формирователя 16 импупьсов появится сигнал, поступающий на второй управляющий вход блока 20 корреляции и на управляющий вход блока 21 стробирования. По этому сиг

5

0

5

0

налу прекращается корреляционная обработка принимаемого ПСС в блоке 20 корреляции, а выходной сигнал блока 20 корреляции в момент окончания обработки принимаемого ПСС проходит через блок 21 стробирования и прикладывается к входу порогового блока 22, Если опорный сигнал, поданный в блок 20 корреляции, синхронен с принимаемым ПСС, то выходной сигнал блока 20 корреляции, приложенный к пороговому блоку 22, превышает пороговый уровень, установленный в пороговом блоке 22. В этом случае пороговый блок 22 формирует сигнал на своем выходе, подключенном к блоку 23 управления поиском. Этот сигнал поступает в блок 23 управления поиском, происходит индикация достижения состояния синхронизации и процедура поиска ПСС на этом заканчивается: опорный сигнал, формируемый генератором 19 синхронен с принимаемьм ПСС.

Если опорный сигнал, формируемый генератором 19 и подаваемый на опорный вход блока 20 корреляции, имеет временное рассогласование,превышающее дискриминационной характеристики блока 20 корреляции, то выходной сигнал блока 20 корреляции, поступающий в пороговый блок 22 не превышает установленный пороговый уровень и блок 22 формирует сиг- g нал на этом своем выходе, который подключен к блоку 14 коммутации.

Дальнейшая работа устройства зависит от того, поступил ли в блок 14 коммутации сигнал из блока 13 вычисления о наличии двузначности или нет. Если такой сигнал поступил,то блок 14 коммутации формирует управляющее воздействие, подаваемое в блок 13 вычисления, по которому из блока 13 вычисления в блок 17 дискретного сдвига считывается второе значение временного рассогласования, рассчитанное в блоке 13 вычисления по поступившему туда ранее коду времени первого превышения порога. В соответствии с поступившей оценкой временного рассогласования блок 17 дискретного сдвига опять произведет перестройку временного положения опорного сигнала, генерируемого генератором 19, На этот раз перед началом работы блока 17 дискретного сдвига по сигналу с выхода порогового блока 22 блок 18 вентилей считывания

0

5

0

5

выполнит подстройку опорного сигнала, формируемого генератором 19, под опорный сигнал, формируемый первым генератором 2 опорного сигнала.

После перестройки временного положения опорного сигнала блок 14 коммутации выдает сигнал, по которому начинается обработка принимаемого сигнала блоком 20 корреляции, а затем спустя время, равное длительностиtO порога после контроля второй оценинтервала обработки ПСС в блоке 20 корреляции, формирователь 16 импульсов выдает сигнал, по которому прекращается обработка ПСС в блоке 20 корреляции. По этому же сигналу выходной сигнал блока 20 корреляции проходит через блок 21 стробирования и поступает в пороговый блок 22.

Если поступивший сигнал больше порогового уровня, то с выхода порого- 20 этому сигналу оперативный запоминаювого блока 22 в блок 23 управления поиском подается сигнал, прекращающий процедуру поиска ПСС и индицирующий достижение состояния синхронизма. Если сигнал, поступивший в пороговый блок 22, меньше установленного в блоке порогового уровня, то пороговый блок 22 формирует сигнал, подаваемый в блок 14 коммутации и в блок 18 вентилей считывания, по которому осуществляется синхронизация опорного сигнала, формируемого генератором 19, по сигналу, формируемому первым генератором 2 опорного сигнала. Сигнал, поступивший с выхода порогового блока 22 в блок 14 коммутации, вызывает подачу из блока 14 коммутации в оперативный запоминающий блок 11 импульса, считывающего из блока 11 следующего кода времени превышение порога. Этот код выдается в блок 13 вычисления. Одновременно с этим из оперативного запоминающего блока 11 выдается импульс в блок 15 управления контро- лем, который подсчитывает сколько кодов времени превышения порога считано из оперативного запоминающего блока 11. После этого повторяется описанная процедура контроля наличия синхронизма при компенсации временного рассогласования, соответствующего вновь поступившему в блок 13 вычисления коду времени превьшения порога.

В случае, если в блок 14 коммутации сигнал о наличии двузначности из блока 13 вычисления не поступил.

то после проверки на наличие синхронизма одной оценки временного рассогласования устройство переводится в режим контроля следующего кода времени превышения порога. Перевод устройства в этот режим осуществляется аналогично описанному случаю наличия двузначности в оценке временного рассогласования по времени превьшения

ки временного рассогласования.

Если блок 15 управления контроля установил, что из оперативного запоминающего блока 11 считан последний из записанных в нем кодов времени превышения порога, блок управления контролем 15 формирует сигнал, подаваемый в блок 14 коммутации и в оперативный запоминающий блок 11. По

щий блок 11 устанавливается в исходное положение, а блок 14 коммутации переводится в такое положение, при котором сигнал с выхода порогового

блока 22, подаваемый в блок 14 после завершения обработки ПСС в блоке 20 корреляции и свидетельствующий о том, что состояние синхронизма не обнаружено и при проверке последнего кода

времени превышения порога, пройдет через блок 14 коммутации в блок 23 управления поиском. После этого блок 23 управления поиском сформирует сигнал на переход к следующему

шагу поиска и выдаст этот сигнал в блок 14 коммутации.

По этому сигналу блок 14 коммутации возобновит п-одачу тактовой последовательности, формируемой генератором 8 тактовых импульсов, через блок 14 коммутации в делитель 7 частоты. Одновременно с этим блок 23 управления поиском вьщает управляющее воздействие в блок 12 дискретного сдвига, который изменяет временное положение опорного сигнала, формируемого первым генератором 2 опорного сигнала в соответствии с программой поиска ПСС при вхождении

в синхронизм. После этого начинается новый цикл обработки ПСС в первом блоке 1 корреляции и повторяются операции записи и контроля кодов времени превышения порога выходным сигналом первого блока 1 корреляции. Процедура поиска продолжается до тех пор, пока контроль одного из кодов времени превышения порога не пока91338098

жет, что компенсация временного рассогласования, соответствующего данному коду, обеспечивает синхронизм между опорным и принимаемым.

Фор м у ла изобретения

Устройство для синхронизации псевдослучайных сигналов (пес), содержащее последовательно соединенные блок fO управления поиском, первый блок дис- - кретного сдвига, первый генератор опорного сигнала, первый блок корреляции, к второму входу которого подключен выход первого формирователя 15 импульсов, и первый блок стробирова- ния, к второму входу которого подключен первый выход второго формирователя импульсов, последовательно соединенные второй блок дискретного 20 сдвига, второй генератор опорного сигнала, второй блок корреляции, к второму входу которого подключен третий вход первого блока корреляции.

сигнала, а также блок вычисления, блок управления контролем, блок коммутации и второй делитель частоты, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, второму входу блока формирования кода и первому входу блока управления контролем, к второму,третьему и четвертому входам которого подключены соответственно первый выход ОЗБ, второй выход блока формирования кода, второй выход второго формирователя импульсов и первый вход блока коммутации, второй, третий, четвертый,пятый и шестой входы которого соединены соответственно с первым выходом блока вычисления, первым выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока управления контролем и третьим входом ОЗБ, вторым выходом блока управления поиском и первым выходом второго порогового блока, второй выход которого подключен к первому входу блока управления

являющийся входом устройства для син-25 поиска, к второму входу которого подхронизации пес, и второй блок строби рования, третий формирователь импульсов, выход которого подключен к третьему и второму входам второго блока корреляции и второго блока стробирования, а также генератор тактовых импульсов, первый пороговый блок и первый делитель частоты, о т- личающее ся тем, что, с целью сокращения времени синхронизации введены последовательно соединеные блок формирования кода, к первому входу которого подключен выход первого блока стробирования через первый пороговый блок, и оперативный запоминающий блок (ОЗБ), последовательно соединенные второй пороговый блок, к входу которого подключен выход второго блока стробирования и блок вентилей считывания, к второму входу которого подключен второй выход первого генератора опорного сигнала, а выход подключен к второму входу второго генератора опорного

Редактор Т.Лазоренко

Составитель И.Грацианская Техред В.Кадар

Заказ 4147/57

Тираж 638Подписное

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

О

сигнала, а также блок вычисления, блок управления контролем, блок коммутации и второй делитель частоты, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, второму входу блока формирования кода и первому входу блока управления контролем, к второму,третьему и четвертому входам которого подключены соответственно первый выход ОЗБ, второй выход блока формирования кода, второй выход второго формирователя импульсов и первый вход блока коммутации, второй, третий, четвертый,пятый и шестой входы которого соединены соответственно с первым выходом блока вычисления, первым выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока управления контролем и третьим входом ОЗБ, вторым выходом блока управления поиском и первым выходом второго порогового блока, второй выход которого подключен к первому входу блока управления

ключен первый выход блока коммутации, второй, третий, четвертый и пятый зьгходы которого соединены соответственно с четвертым входом ОЗБ, второй выход которого подключен к первому входу блока вычисления, к вторым входам блока вычисления, с входом первого делителя частоты и с объединенными четвертым входом второго блока корреляции и входом третьего формирователя импульсов, а также выход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и вторым входом первого генератора опорного сигнала, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу формирователя кода, второй и третий выходы блока вычисления соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока дискретного сдвига, третий вход которого подключен к второму входу первого блока дискретного сдвига и третьему входу блока коммутации.

Корректор В.Бутяга

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает сокращение времени синхронизации псевдослучайных сигналов (пес) при малом отношении сигнал/шум. Устр-во содержит блоки 1, 20 корреляции, генераторы 2, 19 опорного сигнала, формирователи 3, 5, 16 импульсов, блоки 4, 21 стробирования, пороговые блоки 6, 22, делители 7, 9 частоты, генератор 8 тактовых импульсов, блок 10 формирования кода, оперативный запоминающий блок () 11, блоки 12, 17 дискретного сдвига, блок 13 вычисления, блок 14 коммутации, блок 15 управления контролем, блок 18 вентилей считывания и блок 23 управления поиском. Синхронизация ПСС осуществляется с помощью процедуры пошагового поиска ПСС по задержке. На перврм этапе каждого шага поиска ПСС обработка сигнала происходит в блоке 1, Опорный сигнал для него формируется путем разбиения эталонного ПСС, генерируемого генератором 2, на сегменты и инверсии каждого сегмента во времени. После анализа выходного сигнала блока 1 из ОЗБ 11 считывается код времени превышения порога в пороговом блоке 6. Блок 13 определяет временное рассогласование, по которому блок 17 изменяет временное положение опорного сигнала генератора 19. 1 ил. (Л оэ СлЭ 00 О СО ас