Устройство цикловой синхронизации последовательного модема Советский патент 1989 года по МПК H04L7/08 H04L7/02 

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для выделения периодических участков входного радиосигнала в последовательном модеме, в котором осуществляется периодический контроль радиоканала для последунядих анализа искажений входного радиосигнала и вынесения решения о переданных дискретных сиг- цалахо

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажениях входного радиосигнала.

На фиг,1-3 представлены соответственно структзгрные электрические схемы устройства цикловой синхронизации . последовательного модема формирователя сигнала включения режима ускоренного поиска и формирователя сигнала Установление синхронизма ; на фиг,А - временны е диаграммы, -поясняющие работу устройства цикловой синхронизации последовательного модемао

Устройство цикловой синхронизации последовательного модема содержит перемножитель 1, блок 2 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), формирователь 3 сигнала рассинкронизации, формирователь 4 сигнала включения режима ускоренного поиска, усредняющий блок 5, управляемый генератор 6 тактовых импульсов, регистр 7 сдвига, квадратурный фазовый детектор (КФД)

8, элемент ИДИ 9, К анализаторов 10 синхронизма.

Формирователь 3 сигнала рассинх- ронизации содержит ключ 11, перемножитель 12, фильтр 13 нижних частот (ФНЧ), двухполупериодный вьшрямитель 14, формирователь 13 импульсов, элемент ИЛИ 16, инвертор 17.

Каждьй из К анализаторов 10 синхронизма содержит перемножитещ 18, блок 19 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), формирователь 20 сигнала Установление синхронизма, блок 21 задержкио

Фор1дарователь 4 сигнала включения режима ускоренного поиска содержит делитель 22 частоты, первый 23 и второй 24 счетчики импульсов, элемент ШШ 25, инвертор 26, первый 27 и

0 второй 28 коммутаторы, первый 29 и второй 30 элементы совпадения.

Квадратурный фазовый детектор (КФД) 8 (20) содержит вьтрямитель 31, первый фильтр 32 нижних частот (ФНЧ), первый формирователь 33 сигнала, фильтр 34 верхних частот (ФВЧ), выпрямитель 35, второй фильтр 36 нижних частот (ФНЧ), второй формирователь 37 сигнала и элемент И 38.

0 Устройство работает следункцкм образомо

Входной сигнал состоит из двух . частей: А - реакция-канала связи (радиоканала) на периодический зон5 дирующий сигнал (далее - реакция) она медленно по сравнению с периодо зондирования канала Т может изменять свою форму из-за замираний лучей, изменения их параметров (фиго4 а); Б - реакция канала на пакеты информационных сигналов, пердаваемых в промежутках между зонди- ругацими сигналами (рабочие пакеты).

Реакция на рабочие пакеты случайна вследствие случайного характера передаваемой информации и случайног изменения свойств канала связи. Она является сильной помехой при приеме реакции на зондирущий сигнал и мешает установлению цикловой синхронизации вследствие случайности непре рьшного быстрого изменения своей формы.

В регистре 7 (фиг,1) на выходах его разрядов формируются периодические импульсные последовательности большой скважности с периодом, равным периоду зондирования канала Т

- - Ь

ki .«

и длительностью

где -N м -N

число элементов разбиения цикла зондирования, равное числу элементо в регистре сдвига (фиГоА б). Полагается, что максимальная длительность реакции содержит целое число таких импульсов: р(К+1)

Одна из этих стробирующих последовательностей подана на перемножитель 1 и блок 2 ФАПН. Остальные стробирующие последовательности поданы на К анализаторов 10, Перемножители 1 и 18 пропускают входной сигнал на вход i-й системы ФАПЧ (блоки 2 и 19 ФАПЧ) только в момент действия импульса длительностью С из соответствующей i-и стробирукщей импульсной последовательности, т.е. используются как ключи Параметры блоков 2 и 19 ФАПЧ выбраны так, что они находятся в режима слежения, если на них периодически поступают радиоимпульсы с неменякядейся или медленно менякицейся от импульса к импульсу начальной фазой Такому условию удовлетворяют радиоимпульсы, полученные путем стробирования временных участков реакции канала связи на зондирующий сигнал, В этом случае на выходе КФД 8 и 20 формируется импульсная последовательность, совпадакщая с i-й стробирую- щей импульсной последовательностью от регистра 7. Каждая из i-x выход0

5

5

ных последовательностей задерживается в cooTBeTCTBywpieM блоке 21 задержки на время i:,iC, где i 1,2,.. «К, причем в установившемся режиме первой импульсной последовательностью считается последовательность, соответству- квдая последнему (пр времени) участку реакции на зондирующгш сигнал. Все задержанные выходные импульсные последовательности оказываются совмещенными по времени и они поступают на элемент ИЛИ 9, на выходе которого действует совокупная импульсная последовательность, совпадающая по времени 6 первой выходной импульсной последовательностью (фиг,4 в). Эта последовательность существует до тех пор, пока хотя бы одна из К+1 систем ФАПЧ 0 (блоки ФАПЧ 2,19) находится в состоянии синхронизма. Срыв слежения в одном или нескольких К анализаторов 10 не приводит к срыву обнаружения реакции.

Совокупная импульсная последовательность (с выхода элемента ИЛИ 9) поступает на форьшрователь 4, который переключает в случае пропадания совокупной импульсной последовательности цепь слежения по задержке в режим ускоренного поиска. Последняя образована соединенными в кольцо ключом 11, перемножителем 12, дискриминатором (ФНЧ 13, двухполупериодный выпря- митель 14, формирователь 15), формирователем 4, усредняющим блоком -5, ттравляемым генератором 6, регистром 7, включенного по схеме кольцевого счетчика-распределителя, элементом ИЛИ 9, Отсутствие совокупной импульсной последовательности может .быть, если все K+l стробирующих импульсных последовательностей приходятся на рабочий пакет, где состояние синхронизма блоков 2 и 19 ФАПЧ невозможно, Поиск осуществлятся за счет принудительного изменения (увеличения) частоты управляемого генератора 6 с помощью формирователя 4 таким образом, что стробирующие импульсные последовательности сдвигаются во времени относительно входного сигнала до тех пор, пока на выходе блока 2 ФАПЧ не появляется первая выходная импульсная последовательность. При этом формирователь 4 переключает цепь слежения по задержке в режим слежения,

Таким образом, благодаря разбиению принимаемого (входного) сигнала

0

0

5

0

5

на.N коротких элементов, суммарная длительность которых равна длитель- йости цикла передачи (зондирования), каждый из блоков 2 и 19 ФАПЧ обнаруживает и отслеживает по несущей частоте и по времени прихода соот- етствующий участок периодически пос- фупакщей реакции канала на зондирую- сигнал независимо от характера юдуляции реакции канала на зондиру- яций сигнал и значения частотного вига этого участка. I С помощью ключа 11 (формировате- IIH 3) из входного сигнала селекти- Ьуется отрезок, длительность которого Ьавна двум элементам разбиения цикла фондирования 2 . Импульс, управляю- tyoi ключом 11, формируется с помощью Элемента ИЛИ 16 из импульсов, поступающих с выходов первого и послед- )него разрядов регистра 7. Радиоим- 1ульсный сигнал после синхронного детектирования в перемножителе 12 Превращается в видеоймпульсный на выходе ФНЧ 13. Двухполупериодный рыпрямитель 14 превращает видео- импульсный сигнал в однополярньй, что необходимо, поскольку части длинного сигнала могут быть положительными и отрицательными в зависимости от знака частотного сдвига и начальной частоты управляемого генер атора блока 2ФА11Ч,а также закона изменения комплексной огибающей входного сигнала на интервале стробирования 2 CM . После формирователя 15 этот сигнал превращается в периодически следующий однополярньй видеоимпульс с уровнем логической 1. Его задний фронт соответствует началу реакции канала на рабочий пакет. Длительность его в установившемся режиме равна .

Если стробируквдий импульс (с выхода элемента ИЛИ 16) захватывает реакцию на рабочий пакет больше, чем половиной своей длительности, то длительность выходного импульса формирователя 15 становится меньше Оц,, а в пределе может стать равной нулю. Если стробирукщий импульс,захватывает реакцию на зондируюпщй сигнал больше, чем половиной своей длительности, то длительность выходного импульса формирователя 15 становится больше С к, и в пределе может стать равной 2 fj,.

Таким образом, дискриминатор (в составе ФНЧ 13, дЪухполупериодного

1450123

выпрямителя 14 и формирователя 15} преобразует рассогласование по времени между входным сигналом и опорным сигналом с выхода элемента ИЛИ 16 в длительность выходного импульса.

В установившемся режиме, периоди- чески следующий выходной импульс формирователя 15 поступает через формирователь 4 на :усреднягаций блок 5, которьй может быть выполнен в виде последовательно соединенных реверсивного счетчика и цифроаналогозого преобразователяо

Формирователь 4 (фиг.2), работает следукмдим образом В режиме синхронизации на входе сброса первого и второго счетчиков (23 и 24) поступают от КФД 8 и с выхода элемента ИЛИ 9 периодические импульсные последова10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

тельности, которые сбрасывают пер- вьй 23 и второй 24 счетчики до того, как они переполнятся импульсами, поступающими от управляемого генератора 6.

Состояние на выходах первого 23 и второго 24 счетчиков в этом режиме - логическая 1, которая через элемент ИЛИ 25 с помощью инвертора 26 держит первый коммутатор 27 и через первый элемент 37 совпадения второй коммутатор 28 в режиме пропускания процессов по их первым информационным входам. При этом тактовые импульсы с третьего входа формирователя 4 проходят на его соответствующий выход к реверсивному счетчику, входящему в усредняющий блок 5 Через второй коммутатор 28 проходит импульсная последовательность, содержащая информацию о рассинхронизации (в виде длительности лргической 1), поступающая на вход направления счета реверсивного счетчика, входящего в усред( нягаций блок 5 о При этом через второй элемент 30 совпадения проходит инвертированная периодическая импульсная последовательность, нулевая часть которой разрешает счет в реверсивном счетчике усредняющего блока 5.

Если все периодические стробирую- щие импульсные последовательности приходятся на рабочие пакеты, т.е. синхронизации нет (например, при вхождении в связь), то на выходах формирователя 8, элемента ИЛИ 9 дейс- /гвует логический О. При этом через некоторое число циклов первьй 23 и

Формирователь 4 (фиг.2), работает следукмдим образом В режиме синхронизации на входе сброса первого и второго счетчиков (23 и 24) поступают от КФД 8 и с выхода элемента ИЛИ 9 периодические импульсные последова0

5

0

5

0

5

0

55

тельности, которые сбрасывают пер- вьй 23 и второй 24 счетчики до того, как они переполнятся импульсами, поступающими от управляемого генератора 6.

Состояние на выходах первого 23 и второго 24 счетчиков в этом режиме - логическая 1, которая через элемент ИЛИ 25 с помощью инвертора 26 держит первый коммутатор 27 и через первый элемент 37 совпадения второй коммутатор 28 в режиме пропускания процессов по их первым информационным входам. При этом тактовые импульсы с третьего входа формирователя 4 проходят на его соответствующий выход к реверсивному счетчику, входящему в усредняющий блок 5 Через второй коммутатор 28 проходит импульсная последовательность, содержащая информацию о рассинхронизации (в виде длительности лргической 1), поступающая на вход направления счета реверсивного счетчика, входящего в усред( нягаций блок 5 о При этом через второй элемент 30 совпадения проходит инвертированная периодическая импульсная последовательность, нулевая часть которой разрешает счет в реверсивном счетчике усредняющего блока 5.

Если все периодические стробирую- щие импульсные последовательности приходятся на рабочие пакеты, т.е. синхронизации нет (например, при вхождении в связь), то на выходах формирователя 8, элемента ИЛИ 9 дейс- /гвует логический О. При этом через некоторое число циклов первьй 23 и

второй 24 счетчики переполняясь, . В

.11

реходят в состояние жиме - режиме поиска налы формирователя 4

этом ре- выходные сиг- не зависят от

выходных сигналов формирователя 3. Код реверсивного счетчика усредняющего блока 5- непрерывно увеличивается, что вызывает увеличение частоты управляемого генератора 6, что приводит к передвижению стробирукнцих импульсных последовательностей относительно задней грани1ц 1 реакции канала. Как только на выходе элемента ИЛИ 9 появляется периодическая импульсная последовательность, второй счетчик 24 переходит в состояние 1 а первый коммутатор 27 пропускает на свой выход тактовые импульсы с выхода делителя 22. При этом скорост изменения кода реверсивного счетчика усредняющего блока 5 уменьшается. Уменьшается и скорость поиска, который продолжается до тех пор, пока на выходе КФД В не появляется периодическая импульсная последовательность, переводящая первый счетчик 23 в состояние 1.

КФД 8 (20) (фиг.З) работает следующим образом. В синхронном состоянии блока 2(19) ФАПЧ на информационный вход КФД 8 (20) поступает радиоимпульс. В первом формирователе 33 вырабатьгоается решение о наличии входного радиоимпульса. Если его амплитуда не ниже номинального значения, то на выходе первого формирова114 II

теля 33 вырабатывается сигнал 1 В противоположном случае на выходе последнего действует сигнал О, зап рещающий прохождение сигнала через элемент И 38. В синхронном состоянии блока 2 (19) ФАПЧ сигнал с дополнительного выхода и выхода соответсвенно блоков 2 и 19 ФАПЧ является почти постоянным напряжением, которое не пропускается ФВЧ 34. При это на выходе второго формирователя 37 вырабатывается сигнал 1. В результате на выходе элемента И 38 образуется сигнал 1, указьшающий, что блок 2 (19) ФАПЧ находится в синхронном состояниис

Ксли блок 2 (19) ФАПЧ не в сое- тоянии отследить с достаточным качеством несу1чую входных радиоимпульсов из-за действия помехл шш модуляции (когда стробируищий импульс приходится на реакцию канала на раб

Ш

15

, JQ

чий пакот) колебательная составляющая на дополнительном выходе и выходе соответственно блоков 2 и 19 ФАПЧ резко возрастает, рроходит через ФВЧ 34, выпрямляется и фильтруется соответственно в выпрямителе 35 и ФНЧ 36 и переводит второй формирователь 37 в состояние логического О. На выходе элемента И 38 действует при этом сигнал О - символ отсутствия синхронизма., Он действует и при амплитуде входного сигнала ниже номинальной - при его отсутствии или селективном по времени замирании.

Формула изобретения

45

Устройство цикловой синхронизации последовательного модема, содержащее последовательно соединенные усредняющий блок, управляемый генератор тактовых импульсов, регистр сдвига и формирователь сигнала рассинхрониза5 ции, последовательно соединенные перемножитель и блок фазовой автоподстройки частоты, первьпЧ вход перемножителя подключен к выходу регистра сдвига, а второй вход перемножителя является

д входом устройства, отличающе- е с я тем, что, с целью пoв шJeния помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажениях входного радиосигнала, введены последовательно соединенные квадратурньы

фазовый детектор, элемент ИЛИ и формирователь сигнала включения режима ускоренного поиска, а также К анализаторов синхронизма, выходы которых подсоединены к соответствующим входам элемента ШМ, при этом информацион- ньй и тактовый входы квадратурного фазового детектора подключены соответственно к выходу перемножителя и дополнительному выходу блока фазовой автоподстройки частоты, второй, третий, четвертый и пятый входы формирователя сигнала включения режима ускоренного поиска подключены соответственно к выходам квадратурного фазового детектора и управляемого генератора тактовых импульсов и первому и второму выходам формирователя сигнала рассинхронизации, второй, третий и четвертьй входы которого

50

55 подключены соответственно к первому дополнительному выходу регистра сдЬи- га, второму входу перемножителя и выходу блока фазовой автоподстройки

частоты, второй вход которого подключен к выходу регистра сдвига, выходы формирователя сигнала включения режи- ма ускоренного поиска подсоединены к соответствуиадим входам усредняющего блока, дополнительный вход регистра : сдвига подключен к второму дополни- I тельному выходу регистра сдвига, К I третьих дополнительных выходов которого подсоединены к первым входам К I анализаторов синхронизма, вторые I входы которых подключены к второму входу перемножителя, причем первый I дополнительный выход регистра сдвига I является выходом устройства, а формирователь сигнала рассинхронизации содержит последовательно соединенные I ключ, перемножитель, фильтр нижних I частот, двухполупериодный выпрями- I тель и формирователь импульсов, пос- 1 ледовательно соединенные элемент ИЛИ и инвертор, выход элемента ШШ подсоединен к управляющему входу Ключа, причем первый и рторой входы

5

0

элемента ШШ, информационньй вход ключа, второй вход перемножителя, а также выходы формирователя импульсов и инвертора являются соответственно первым, вторым и третьим и четвертым входами и первым и вторым выходами формирователя сигнала рассинхронизации, каждый из К анализаторов синхронизма содержит последовательно соединенные перемножитель, блок фазовой автоподстройки частоты, фop шpoвaтeль сигнала Установление синхронизма и блок задержки, информационный вход формирователя сигнала Установление синхронизма подключен к выходу перемножителя, пер- вьй вход которого, объединенный с вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, второй вход перемножителя и выход блока задержки являются соответственно первым и вторьш входами и выходом К анализаторов синхронизма.

Изобетение относится к области электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажениях вхолного радиосигналао В устр-во для достижения цели введены формирователь (Ф) 4 сигнала включения режима ускоренного поиска, квадратурный фазовый детектор (КФД) 8, элемент ИЛИ 9 и К анализаторов 10 синхронизма. Ф 4 содержит дели

а8.г

и.г.Ъ

а

Реончия

PffSo /tft/ /rofffm

J

6

Составитель В.Орлов Редактор Г.Волкова Техред М.Двдык Корректор О.Кравцова

Заказ 6977/55

Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Производственно-поли1 рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

rZL

ffU9.

Подписное