Способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G04C11/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах синхронизации шкал пространственно разнесенных хранителей времени.

Цель изобретения - повышение точности синхронизации пространственно разнесен н ы х шкал времени при передаче дополнительной информации.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит эталонный генератор 1 с выходами 2-7, кодер 8 пары импульсов, кодер 9 информации, переключатель 10, первый генератор 11 сигнала, второй генератор 12 сигнала, первый сумматор 13, измеритель 14 амплитуды, блок 15 стабилизации амплитуды, блок 16 переноса спектра, первый согласованный фильтр 17, второй согласованный фильтр 18, первый амплитудный детектор 19, второй амплитудный детектор 20, первый амп- литудный дискриминатор 21, второй амплитудный дискриминатор 22, первый блок 23 измерения задержки, узел 24 блокировки, второй сумматор 25, первый декодер 26 информации, второй блок 27 измерения задержки и второй декодер 28 информации, причем выходные клеммы 2,3 и 4 эталонного генератора 1 соединены с соответствующими входами кодера 8 пары импульсов, выходы 2 и б - с входами кодера 9 информации, выход 7 - с входами тактовой частоты первого 11 и второго 12 генераторов сигнала, выходы 3,5 и 6 соединены с входами первого блока 23 измерения задержки, выходы 5 и 6 - с входами второго блока 27 измерения задержки, а выход б - с управляющими входами узла 24 блокировки, первого декодера 26 информации и второго декодера 28 информации, информационные выходы кодера 9 информации соединены с входами кодера 8 пары импульсов, первый и второй выходы которого подключены к сигнальному и управляющему входам переключателя 10, выходы переключателя 10 соединены с первыми входами первого 11 и второго 12 генераторов сигнала, выходы которых подключены к входам первого сумматора 13, выход которого является входом канала связи, вход измерителя 14 амплитуды соединен с сигнальным входом блока 15 стабилизации амплитуды и является входом канала связи, выход измерителя 14 амплитуды соединен с управляющим входом блока 15 стабилизации амплитуды, выход которого соединен с входом блока 16 переноса спектра, выход блока 16 переноса спектра подключен к входам первого 17 и второго 18 согласованных фильтров, первый согласованный фильтр 17. первый амплитудный детектор 19 и первый амплитудный дискриминатор 21 соединены последовательно, второй согласо- ванный фильтр 18, второй амплитудный детектор 20 .и второй амплитудный дискриминатор 22 соединены последовательно, выход первого амплитудного дискриминатора 21 под- кпючен к первым сигнальным входам

первого блока 23 измерения задержки, узла 24 блокировки и второго сумматора 25, вторые сигнальные входы которых соединены с выходом второго амплитудного дискриминатора 22, выход второго сумматора 25 подключен к сигнальному входу второго блока 27 измерения задержки, выходы которого соединены с информационными входами второго декодера 28 информации, выход узла 24 блокировки подключен к управляющим входам первого 23 и второго 27 блоков измерения задержки, выходы первого блока 23 измерения задержки соединены с информационными входами первого декодера 26

5 информации, выходы которого подключены ко входам кодера 9 информации.

Устройство, реализующее способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнитель0 ной информации, работает следующим образом.

В момент времени, предшествующий излучению, в кодер 9 информации записывается информация, которую необходимо

5 передать корреспонденту. В кодере 9 исходная информация преобразуется в значение временного сдвига т.Инф, на которой первый сигнал импульсной пары сигнала точного времени смещается в сторону опё0 режения соответствующей реперной метки времени, а второй сигнал - в сторону отставания. Рассчитанное значение ti/шф, а также информация, которая будет передана изменением порядка следования импульсов па5 ры. записывается в виде кодового слова и хранится в кодере 9 информации. Число кодовых слов, хранимых в кодере 9 информации, равно числу N импульсных пар. образующих сигнал точного времени.

0По сигналу Запись, поступающему с выхода 2 эталонного генератора 1, кодер 9 информации выдает в кодер 8 пары импульсов одно кодовое слово. Кодер 8 пары импульсов преобразует значение сдвига тинф в

5

значения временных задержек импульсов

запуска первого 11 и второго 12 генераторов сигналов относительно сигнала Старт эталонного генератора 1, а также управляет переключателем 10. Переключатель 10 оп0 ределяет очередность запуска первого 11 и второго 12 генераторов сигналов в соответствии со значением кодового слова. Пусть информация, содержащаяся в кодовом слове такова, что по окончании записи пере5 ключатель 10 соединяет выход кодера 8 пары импульсов с сигнальным входом первого генератора 11 сигнала.

По сигналу Старт, поступающему с выхода 3 эталонного генератора 1. кодер 8 пары импульсов вырабатывает первый импульс запуска с задержкой tui tp - т.Инф, где tp - фиксированная задержка реперной метки времени относительно сигнала Старт. Первый импульс запуска через переключатель 10 поступает на вход первого генератора 11 сигнала, который генерирует на частоте несущего колебания импульсный сигнал Si (t). При этом используются сигналы тактовой частоты, поступающие с выхода 7 эталонного генератора 1 на соответствующий вход первого генератора 11 сигнала. Сигнал Si (t) проходит через первый сумматор 13 и излучается в канал связи корреспонденту,

По сигналу Управление, поступающему с выхода 4 эталонного генератора 1, кодер 8 пары импульсов переводит переключатель 10 в положение, при котором первый выход кодера 8 оказывается соединенным с сигнальным входом второго генератора 12 сигнала. Кодер 8 пары им- пуяьсов вырабатывает второй импульс запуска, который, пройдя через переключатель 10, запускает второй генератор 12 сигнала. Задержка второго импульса запуска относительно сигнала Старт эталонного генератора 1 равна: tU2 tp + 1Инф. Второй генератор 12 сигнала генерирует импульсный радиосигнал S2A(t). который проходит через первый сумматор и поступает в канал связи. Таким образом, генерируется часть сигнала точного времени, содержащая дополнительную информацию и образованная двумя радиоимпульсами SiA(t) и S2A(t), симметричными относительно реперной метки времени транслируемой шкалы времени. При генерировании сигнала точного времени описанные операции повторяются N раз по числу импульсных пар, образую- .щих кодовую импульсную последовательность.

, В каждом пункте хранения шкал времени принимают сигнал точного времени корреспондента. Первый принятый радиоимпульс поступает на вход измерителя 14 амплитуды, где происходит измерение и запоминание его амплитуды для последующей регулировки коэффициента передачи в блок 15 стабилизации амплитуды. С выхода блока 15 первый принятый импульс поступает на вход блока 16 переноса спектра, а затем подвергается обработке в фильтре, согласованном с этим сигналом. Если первым принятым от корреспондента радиоимпульсом является. Si (t). то он проходит обработку в первом согласованном фильтре 17 и детектируется первым амплитудным детектором 19. При достижении огибающей принятого сигнала порогового уровня в первом амплитудном дискриминаторе 21 вырабатывается импульс, который, пройдя через второй сумматор 25, запускает счетчик второго блока измерения задержки, являясь для него стартовым сигналом. Одновременно этим же сигналом останавливается первый счетчик первого блока 23 измерения зедержки, запущенный ранее сигналом Старт эталонного генератора 1. Наличие импульса на выходе первого амплитудного

дискриминатора 21 регистрируется и запоминается узлом 24 блокировки.

Второй принятый радиоимпульс $2 (t) поступает на вход измерителя 4 амплитуды и вход блока 15 стабилизации амплитуды,

затем, пройдя блок 16 переноса спектра, поступает на вход второго согласованного фильтра 18. Возможные вариации коэффициента передачи канала связи отслеживаются измерителем 14 и блоком 15 так. что

амплитуда второго импульса на входе второго согласованного фильтра 18 будет такой же, как и амплитуда первого принятого импульсного сигнала Sr (t) на входе первого согласованного фильтра 17. После обрзботки во втором согласованном фильтре 18 второй принятый радиоимпульс S2J(t) детектируется вторым амплитудным детектором 20. При достижении выделенной огибающей порогового уровня во втором

амплитудном дискриминаторе 22 вырабатывается импульс, который, пройдя через второй сумматор 25. останавливает счетчик второго блока 27 измерения задержки. Одновременно этим же импульсом с выхода

второго амплитудного дискриминатора 22 останавливается второй счетчик первого блока 23 измерения задержки, запущенный сигналом Старт эталонного генератора 1. Наличие импульса на выходе второго эмплитудного дискриминатора 22 запоминается узлом 24 блокировки. Если отсутствует хотя бы один из двух радиоимпульсов Si J(t) или S2B(t), узел 24 блокировки выр 5атывэ- ет сигнал, который поступает на управляющие входы первого 23 и второго 27 блоков измерения задержки и обнуляет их показания. Порядок чередования импульсов в паре регистрируется первым блоком 23 измерения задержки.

Показание ti первого счетчика первого блока 23 измерения задержки - интервал времени между сигналом Старт эталонного генератора 1 и принятым импульсов

SiB(t):

t1 tp - Тинф + tnepl + tKcl + tnp + AT.

где tnep. 1кс1, tnpi - задержка первого импульса соответственно при передаче, при прохождении по каналу связи и при приеме;

ДТ - временной сдвиг синхронизируемых шкал времени.

Показание t2 второго счетчика первого блока 23 измерения задержки - интервал времени между сигналом Старт эталонного генератора 1 и принятым импульсом S2B(t):

t2 tp + 1инф + tnep2 + Ткс2 + tnp2 + AT,

где tnep2.. t,Kc2, tnp2 - задержка второго импульса соответственно при передаче, при прохождении по каналу связи и при приеме.

В первом блоке 23 измерения задержки вычисляется результат измерения задержки по двум симметричным относительно ре- перной метки времени импульсам: t (ti + t2) /2

Результат вычисления не зависит от значения временного сдвига т,инф, определяемого значением передаваемой информации, и, следовательно, не содержит дополнительной погрешности,

Показание второго блока 27 измерения задержки - интервал времени между двумя принятыми импульсными сигналами, равный 2 Т.ИНФПо сигналу Считывание, поступающему с выхода 5 эталонного генератора 1, результат вычисления в первом блоке 23 измерения задержки и информация, переданная изменением порядка чередования импульсов в паре, записывается в первый декодер 26 информации. По этому же сигналу показания второго блока 27 измерения задержки записываются во второй декодер 28 информации, в котором происходит декодирование дополнительной информации, полученной в виде временного сдвига 2 т.инф. После окончания считывания данных из первого 23 и второго 27 блоков измерения задержки их показания, а также узел 24 блокировки обнуляются по сигналу Сброс, по- ступающему с выхода 6 эталонного генератора 1,

Аналогичным образом принимаются все попарно симметричные относительно реперных меток времени импульсы,.образующие кодовую импульсную последователь- . ность. В первом декодере 26 информации накапливаются результаты измерения временной задержки по каждой 1-й паре импульсов и определяется временная задержка Т всего сигнала точного времени, излученная в пункте хранения местной шкалы времени:

л N ТА У ti/N.

I - I

Результат вычисления в первом декодере 26 информации представляет собой дополнительную информацию, которая может быть передана корреспонденту в следующем цикле излучения сигнала точного времени. Запись дополнительной информации из первого декодера 26 информации в кодер 9 информации происходит по сигналу Сброс генератора 1 при условии, что записанная в предыдущем цикле в кодер 9 информация уже передана. По этому же сигналу второй декадер 28 информации выдает декодированное значение информации, переданной корреспондентом.

Результат Т- , полученный в предыдущем цикле излучения сигнала точного времени, и аналогичный результат Т6, измеренный и переданный корреспондентом и декодированный вторым декодером

28 информации, используются для вычисления временного сдвига AT пространственно разнесенных шкал времени:

АТ (ТА-ТБ)/2. Формула изобретения

1. Способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации, при котором каждая станция синхронизируемых шкал времени генерирует и излучает сигнал

точного времени в виде кодовой импульсной последовательности, содержащей дополнительную информацию и синхронизированные реперными метками сигналы транслируемой шкалы времени, принимают

сигнал точного времени, излучаемый станцией корреспондента, измеряют задержку принятого сигнала точного времени корреспондента относительно меток времени шкалы времени данной станции синхронизируемых шкал времени, и декодируют дополнительную информацию, содержащуюся в принятой кодовой импульсной последовательности, а по измеренному значению задержки сигнала точного времени

данной станции синхронизируемых шкал времени и по значению задержки сигнала точного времени, измеренному и переданному со станции корреспондента, вычисляют сдвиг шкал времени пространственно

разнесенных шкал времени, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации шкал времени путем снижения дополнительной погрешности измерений при передаче

дополнительной информации, каждая станция синхронизируемых шкал времени генерирует и излучает сигнал точного времени в виде кодовой импульсной последовательности двух различных структур, расположенных попарно симметрично во времени относительно реперных меток времени транслируемой шкапы времени, причем передача дополнительной информации осуществляется путем смещения временного положения импульсов обоих структур симметрично относительно реперных меток транслируемой шкалы времени и изменением порядка чередования импульсов каждой из пар обоих структур, а декодирование дополнительной информации осуществляют путем согласованной фильтрации кодовой последовательности импульсов обоих структур.

2. Устройство синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации, содержащее кодер пары импульсов, первый генератор сигнала, переключатель, последовательно соединенные измеритель амплитуды, блок стабилизации амплитуды, последовательно соединенные блок переноса спектра, первый согласованный фильтр и первый амплитудный детектор, а также первый блок измерения задержки и эталонный генератор, выходы которого соединены с соответствующими входами кодера пары импульсов, первого блока измерения задержки и первого генератора сигналов, причем вход измерителя амплитуды соединен с сигнальным входом блока стабилизации амплитуды и является входом канала связи, отличающееся тем, что в него введены кодер информации, второй генератор сигнала, второй сумматор, первый амплитудный дискриминатор, последовательно соединенные второй согласованный фильтр, второй амплитудный детектор, второй амплитудный дискриминатор, узел блокировки, второй блок измерения задержки и первый декодер информации, при этом информационные выходы кодера информации соединены с входами кодера пары импульсов, первый и второй выходы

которого соединены через переключатель с первыми входами первого и второго генераторов сигнала, выходы которых соединены с входами первого сумматора, выход которого является входом канала связи; выход

блока стабилизации амплитуды соединен с входом блока переноса спектра, выход которого соединен с входом второго согласованного фильтра, выход пераого амплитудного детектора через первый амплитудный дискриминатор соединен с входом первого блока измерения задержки, выходы первого и второго амплитудных дискриминаторов через второй сумматор соединены с другим входом второго блока измерения задержки,

выход второго амплитудного дискриминатора соединен с соответствующим входом первого блока измерения задержки, управляющий вход которого соединен с выходом узла блокировки, а выход первого блока измерения задержки через второй декодер информации соединен с входом кодера информации, выход которого соединен с входом кодера пары импульсов, причем соответствующие выходы эталонного генерэтора соединены соответственно с дополнительными управляющими входами кодера пары импульсов, управляющими входами крдера информации, управляющим входом второго генератора сигнала, управляющим входом первого декодера информации, управляющими входам узла блокировки, управляющими входами второго блока измерения задержки и управляющими входами второго декодера

информации.

Использование: в радиотехнике, в частности в системах синхронизации шкал пространственно разнесенных хранителей времени. Сущность изобретения: способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации заключается в том, что каждая станция синхронизируемых шкал времени генерирует и излучает сигнал точного времени в виде кодовой последовательности импульсов двух различных структур, расположенных попарно-симметрично во времени относительно реперных меток времени транслируемой шкалы времени, причем передача дополнительной информации осуществляется путем смещения временного положения импульсов обеих структур симметрично относительно реперных меток транслируемой шкалы времени и изменением порядка чередования импульсов каждой из пар. Устройство, реализующее способ, содержит эталонный генератор, кодер, пары импульсов; кодер информации, переключатель, первый и второй генераторы сигнала, первый и второй сумматоры, измеритель амплитуды, блок стабилизации амплитуды, блок переноса спектра, первый и второй согласованные фильтры, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй амплитудные дискриминаторы, первый и второй блоки измерения задержки, узел блокировки, первый и второй декодеры информации. Цель изобретения - повышение точности синхронизации шкал времени путем снижения дополнительной погрешности измерения при передаче дополнительной информации. 1 с. п. ф-лы, 1 ил. (Л С 00 Ю ioo СА) iOl i OJ