Устройство синхронизации периодических кодовых последовательностей Советский патент 1992 года по МПК H04L7/02 

фиг.1

Изобретение относится к радиосвязи и радиолокации и может использоваться в системах синхронизации с шумоподобными сигналами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспече- ния синхронизации периодических последовательностей любой кодовой структуры.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства синхронизации кодовых последовательностей; на фиг. 2 - пример реализации блока управления.

Устройство синхронизации кодовых последовательностей содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 поэлементного приема, первый регистр 3 сдвига, первый коммутатор 4, коррелятор 5, пороговый блок 6, блок 7 управления, элемент ИЛИ 8, генератор 9 кодовой последовательности, второй регистр 10 сдвига, второй коммутатор 11, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13.

Блок 7 управления содержит делитель 14, первый и второй триггеры 15, 16, элемент ИЛИ-НЕ 17.

Устройство синхронизации периодических кодовых последовательностей работает следующим образом.

Входной сигнал через фильтр 1 нижних частот поступает на вход блока 2 поэлемнет- ного приема, который формирует выборки входного сигнала в темпе принимаемой последовательности. Оценки значений сигнала поступают на первый регистр 3 сдвига, продвигающий их с тактовой частотой fm последовательности, и один из входов первого коммутатора 4. После заполнения первого регистра 3 сдвига первый коммутатор 4 поочередно с частотой подключает к пер- вому входу коррелятора 5 ячейки регистра 3 сдвига. Задержка между соседними выходами регистра 3 сдвига составляет п тактов входной последовательности, где п - натуральное число взаимно простое с числом элементов последовательности.

Количество сигналов рёвно k и определяется при этом из уравнения

(k+ 1)-n dN + 1,

гдес 1,2,3,...

Если на вход первого регистра 3 сдви- га поступает искаженная псевдослучайная последовательность, на выходе первого коммутатора 4 формируется последовательность, в общем случае, другой структуры, но с тем же количеством элементов и теми же автокорреляционными свойствами. Частота

следования символов этой последовательности в k раз выше частоты входного сигнала и равна kfm.

Аналогичным образом формируется опорная последовательность. Генератор 9 кодовой последовательности вырабатывает опорную последовательность того же кода, что и принимаемая, с частотой fm, которая поступает на входы второго коммутатора 11с задержками на mxn тактов, где m 0, 1, 2,...k-1. Второй коммутатор 11 в том же порядке, что и первый коммутатор 4, подключает на второй вход коррелятора 5 задержанные копии последовательности.

Таким образом, на выходе второго коммутатора 11 формируется искаженная последовательность той же структуры, что и на выходе первого коммутатора 4 с точностью

до циклической перестановки .

Для синхронизации этих двух последовательностей блок 7 управления через каждый период опорной последовательности, формируемый генератором 9, вырезает

один тактовый импульс из сигнала тактовой частоты. Тем самым осуществляется задержка опорной последовательности на один такт, что необходимо для скольжения опорной последовательности относительно

принимаемой.

Когда в результате вычисления корреляционного интеграла коррелятором 5 порог окажется превышенным, сигнал с выхода порогового блока 6 прекращает вырезание тактового импульса и опорная последовательность оказывается засинхронизирована относительно принимаемой.

Анализ всей функции взаимной корреляции. выходных последовательностей коммутаторов 4 и 11 происходит за время N /k fm, что в k раз меньше времени поиска при обычной корреляционной обработке.

Например, устройство синхронизации кодовых последовательностей позволяет обрабатывать периодические последовательности произвольной кодовой структуры (например, последовательности

Гоулда, Хаффмена, Баркера, Стиффлера и т.д.).

Принцип работы предлагаемого устройства базируется на общем свойстве, всех периодических последовательностей, состоящем в том, что выборки элементов последовательности через числа взаимно простые с периодом последовательности образуют периодическую функцию, автокорреляционная функция

которой такая же, как и у исходной с точностью до перестановки. Вид этой перестановки следующий.

Обозначим элементы исходной последовательности через ат, где т O...N-1, то последовательность, получающаяся в результате выборки из исходной через п элементов, имеет вид

bk a(n-k).

где (п -к) - вычет числа nk по модулю N.

В том случае, если п и N - взаимно простые числа, вычеты числа n-k пробегают все значения от 0 до N-1 при изменении k от О до N-1. Таким образом, последовательность bk состоит из неповторяющихся элементов am, а ее периодическая функция автокорреляции имеет вид

Rn(S)4- Ё bkb.(k+S)

N

1

N -1

-tr 2 a(nk)a(nk + nS)

N k o

+ nS ) R I ( nS ) I,

где R l(nS)l - функция автокорреляции последовательности am-

Как следует из этой формулы, в случае, когда п и N - взаимно простые числа; последовательность значений Rn(S) получается в результате перестановки R(k) вида Rri(S) Rl(nS) I, т.е. выборки через п элементов. Кроме того, период последовательности bk равен N, так. как функЦия R(S) является периодической С периодом N..

Формула изобретения Устройство синхронизации периодических кодовых последовательностей, содержащее последовательно соединенные

5 фильтр нижних частот (ФНЧ), вход которого является входом устройства, блок поэлементного приема, первый коммутатор, коррелятор, пороговый блок и блок управления, а также генератор тактовых импульсов, ге10 нератор кодовой последовательности и первый регистр сдвига, к информационному входу которого подключен выход блока поэлементного приема, а выходы первого регистра сдвига подключены к вторым входам

15 первого коммутатора, при этом выход порогового блока является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения синхронизации пе0 риодических последовательностей, любой кодовой структуры, введены элемент ИЛИ, второй регистр сдвига, второй коммутатор и счетчик, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам первого и вто5 рого коммутаторов., причем выход старшего разряда счетчика подключен к тактовым входам первого и второго регистров сдвига, вторым входам блока поэлементного приема и блока управления и первому входу

0 элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход блока управления, второй выход которого подключен к второму, входу коррелятора, а выход элемента ИЛИ - к входу генератора кодовой последо5 вательности, выход которого подключен к. первому входу второго коммутатора и ин- формационному входу второго регистра сдвига, выходы которого подключены к вторым входам второго коммутатора, выход ко0 торого подключен к третьему входу. коррелятора.

I

Изобретение относ ится к радиосвязи и радиолокации и может использоваться в системах синхронизации с шумоподобными сигналами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения синхронизации периодических последовательностей любой кодовой структуры. Устройство синхронизации кодовых последовательностей содержит фильтр 1 нижних частот, блок 2 поэлементного приема, первый регистр 3 сдвига, первый коммутатор 4, коррелятор 5, пороговый блок 6, блок 7 управления, элемент ИЛИ 8, генератор 9 кодовой последовательности-, второй регистр 10 сдвига, второй коммутатор 11, генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13. Устройство обеспечивает синхронизацию периодических последовательностей любой кодовой структуры; сокращая при этом время вхождения в синхронизм. 2 ил. (Л С о Ј |со