NO133171B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kodekommunikasjonssystemer og særlig et kode-synkroniseringssystem av den typen som omfatter en portkrets med fremskutt hhv. forsinket åpning og som ofte finner anvendelse i slike systemer. Denne teknikk vil nedenfor bli benevnt "tidlig/sen" portstyring.

Kommunikasjonssystemer som gjør bruk av kodede kommunikasjonssignaler, eller hvor i hvert fall en del av kommunikasjonssignalene er kodet, blir benyttet på mange områder. Som eksempler kan nevnes: beskyttelse mot interferenssignaler; for optimal kombinasjon av flere deler av et signal som blir utsatt for ulike overførings-forsinkelser; i systemer hvor det er ønskelig å redusere muligheten for at en ikke-autorisert mottager skal oppnå korrekt tidsinnstilling hvorved den ville kunne oppfange kommunikasjonssignaler som ikke er tiltenkt denne mottager; systemer med tilgjengelighet til flere stasjoner, f.eks. fjernstyrings- eller fjernovervåkningssysterner hvor flere stasjoner har hver sin adressekode som gjenkjennes av overføringen eller av styresignalet, slik at kodesignalet vil aktivisere styre-kretsene for å klargjøre mottageren for mottagelse av meddelelsen som er tiltenkt denne, eller styre og/eller overvåkningssignaler som er tiltenkt den; i systemer hvor en fjerntbeliggende stasjon blir forespurt av en adressert kode fra hvilken stasjon det deretter mottas fjernmålingsinformasjoner som f.eks. representerer trykk eller tempe-ratur; eller andre systemer som er beslektet med de ovennevnte systemer.

For en korrekt drift av slike kodede systemer er det nødvendig å generere en kode ved mottageren og denne kode må være identisk med den koden som mottas. Likeledes er det, for at mottagerkomponentene skal funksjonere, nødvendig at den lokalt genererte kode foreligger i det riktige tidsrom i forhold til den mottatte kode.

Effektiviteten til det benyttede system kan i de ulike anvendel-ser forbedres og optimale resultater oppnås når en pseudo-random type binærkodede signaler benyttes for koding av kommunikasjonssignalene, enten for hele signalet eller bare for adresseringskoden til kommuni-kas j ons sys t erne t.

En konvensjonell metode for å oppnå den ønskede mottager synkronisering kan betegnes som <M>tidlig/sen" portstyringsteknikk. Konvensjo-nelle systemer som benytter denne teknikk krever tre signalkanaler. En "tidlig" kanal, en hovedkanal og en "sen" kanal. Den lokale kode som tilføres hovedkanalen må justeres for optimalt tidssammenfall med den mottatte kode. Den lokale kode som blir tilført "tidlig"-kanalen er fremskutt i forhold til koden som er tilknyttet hoved-kanalen med en tid T mens koden som tilføres "sen"-kanalen er forsinket i forhold til signalet som er tilført hoved-kanalen med den samme tid T. En ukorrekt kodeinnstilling resulterer i en minskning i hoved-kanalens utgang i forhold til det som fås ved optimal innstilling med et beløp som avhenger av T. Ved å ta differansen mellom utgangssignalene fra

"tidlig"- og "sent" kanalene og regulere den lokale kodegenerator slik at denne differansen elimineres, blir "tidlig" og "sent" kodene som er generert lokalt tvangsstyrt til de er like langt fra det innkommende

signal, og således blir den lokale kode som tilføres hovedkanalen

innstilt på linje med det innkommende signal. En stor fordel med "tidlig/sent" styringssystemet er at signalet som når hovedkanalen ikke blir forstyrret for å opprettholde synkroniseringen. Ulempen med "tidlig/sent" styringssystemet er at det fordrer tre separate kanaler så vel som snevre toleranser mellom den relative effekt mellom

"tidlig"- og "sent" kanalene for å få en nøyaktig nullpunktinnstilling.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en forbedret "tidlig/ sent" synkroniseringsteknikk for å gi synkronisering mellom den lokalt genererte kode og den mottatte kode hvorved man unngår de ovennevnte ulemper uten å gi slipp på ovennevnte fordeler.

Dette oppnås ved å fremstille et synkroniseringssystem i over-ensstemmelse med de nedenfor fremsatte krav.

For å gi et klarere inntrykk av oppfinnelsen vil det nedenfor bli beskrevet et utførelseseksempel med henvisning til de ledsagende figurer hvor: Figur 1 er et blokkdiagram som viser et synkroniseringssystem ifølge oppfinnelsen,

og figur 2 er et tidsdiagram som er nyttig for å forklare og belyse virkemåten til synkroniseringssystemet i figur 1.

I den følgende beskrivelse av tegningene vil det for enkelhets skyld antas at det mottatte kodesignal og de lokalt genererte identiske kodesignaler er pseudo-random binærkodede signaler og at koding- og dekodingprosessene består av reversering av bærebølgens fase når til-standen til koden forandres.

I blokkdiagrammet i figur 1 er inngangen og utgangen til visse

av komponentene gitt bokstavbetegnelser som gjenfinnes på kurvene i figur 2.

I figur 1 antas det kodede høyfrekvens signalet fra kilden 1 å være blandet med et interferens-signal og er koblet til en hovedkanal som omfatter den balanserte modulator 2 og til en lavere kanal som også kan betegnes som en kanal som omfatter styring av kodegeneratorens fase, og denne kanal omfatter en balansert modulator 3» I hovedkanalen blir det innkommende høyfrekvente signal fra kilden 1 enten fase-reversert eller ikke fase-reversert i en balansert modulator 2 avhengig av hvorvidt det lokale kodesignal som påtrykkes denne balanserte modulator er i fase eller motfase til det mottatte høyfrekvenssignal.

Den lavere kanalen eller kanalen som omfatter fasestyring av kodegene-ratoren omfatter den balanserte modulator 3 som benytter differansen mellom det mottatte signalet multiplisert med det fremskutte lokale kodesignal og det mottatte signal multiplisert med det forsinkede lokale kodesignal. Som det vil bli beskrevet nedenfor kan denne diffe-ranse tilveiebringes uten eksplisitt utførelse av denne beregning.

Kilden 1 som kan omfatte en fjerntliggende sender, en overførings-vei og mottagerens inngang, tilkobles inngangen til synkroniseringssystemet ifølge oppfinnelsen. Det mottatte forutbestemte kodesignal fra kilde 1 kan enten være sammenfallende i tid med det forsinkede lokalt genererte kodesignalet som illustrert ved kurvene C og E i figur 2, fremskutt i forhold til det forsinkede kodesignal som illustrert ved kurvene C og H, figur 2, eller forsinket i forhold til det forsinkede kodesignal som illustrert ved sammenligning av kurvene C og K, figur 2.

En lokal kode-generator og port-signal—generator er vist i

figur 1 og omfatter en spenningsstyrt oscillator k som kobler sin utgang til det øvrige stasjonsutstyr, og også til kode-generator 5 for å frembringe det uforsinkede lokalt genererte kodesignal. Dette lokal genererte kodesignal som er vist ved kurve B i figur 2 er identisk med kodesignalet som er mottatt fra kilden 1. Kode-generatoren 5 kan være et skiftregister med passende tilbakekobling mellom trinnene for å frembringe det pseudo-randomebinær~kodede signalet. Utgangen fra generatoren 5 er koblet til forsinkelsesutstyr 6 for å frembringe det lokalt genererte forsinkede kodesignalet som illustrert i kurve C, figur 2. Utgangen fra generatoren 5 er også koblet til et arrangement for å frembringe et portstyrings-signal hvis ledende flanke er sammenfallende i tid med nivåsprangene i kodesignal-utgangen fra generator 5» Et slikt arrangement kan omfatte differensiator 7 som vil frembringe en positiv spiss-puls av hvert positivt rettet nivåsprang i det. uforsinkede kodesignalet og negative spiss-pulser av hvert: negativt rettet ikke-forsinket nivåsprang. Utgangen fra differensiatoren 7 kobles til kvadreringskretsen 8 som er konstruert slik at den bare vil aktiveres under positivt rettede spisse pulser for derved å frembringe en firkant puls for trigging av multivibrator 9 som er av den monostabile type. For å fremstille portsignalet ved de negativt rettede nivåsprang i de ikke-forsinkede kode-signaler, må det benyttes et arrangement for å invertere de negative spisse pulser frembragt av differensiatoren 7 som skyldes de negativt rettede overganger av de ikke-forsinkede kodesignaler. En måte for gjennomføring av dette er å tilveiebringe inverteringskretsen 10 for å frembringe de inverterte negativt rettede spisse pulser for aktivering av kretser 8 for å frembringe trigge-pulser for multivibratoren 9 ved begge typer nivåsprang for de ikke-forsinkede kodesignaler. Forsinkelsen i utstyret 6 er lik T mens den monostabile multivibrator 9 fremstiller en port-puls-utgang med en varighet på 2T.

Den forsinkede kode—signal—utgang fra utstyret 6 kobles til modulatoren 2 for å utskille det forutbestemte kodesignal fra kilden 1. Det ikke-forsinkede kodesignal fra generatoren 5 kobles til modulatoren 3 og frembringer en utgang som videreføres til OG-porten 11 som åpnes av portsignal-utgangen fra multivibratoren 9 som vist i kurve D, figur 2. Den portstyrte utgangen fra OG-port 11 blir deretter forsterket og filtrert i forsterkeren og filteret 12 før det føres til den fasefølsomme detektor 13. Detektoren 13 har sin annen inngang koblet til modulatoren 2 gjennom forsterker og filter 14 hvis utgang er den kodede signalutgangen som er koblet til det gjenværende stasjons utstyr og dette utgjør også referansesignalet for detektor 13. Utgangen fra detektor 13 blir koblet gjennom forsterkeren og lavpass-filteret 15 for å frembringe en styrespenning som virker på klokken 4 for å tilveiebringe synkronisering mellom det forsinkede kodesignal fra kretsen 6 og kodesignalet mottatt fra kilden 1 ved å sørge for sammenfall mellom disse to kodesignaler. Styresignalet fra filteret 15 styrer hastigheten til klokken 4 som driver generatoren 5 på en slik måte at det frembringes null avvik mellom de to kodesignaler, og derved den ønskede synkronisering.

I forbindelse med figur 2 skal det særlig vises til fortegnsan-givelsen i kurvene F,I,L og G,J,M. Disse kurvene viser signaler som foreligger ved utgangen til modulatoren 3, henholdsvis 11.

I disse kurvene angir en kurveform med fortegnet + at signalet er i fase, når-signalet ligger på nivået -,er signalet 18o° ut av fase, og endelig når kurvene harverdien 0, angir dette fravær av signalet.

Kurvene viser således de relative faser og ikke kurveformen for

signalene ved modulatorutgangene.

Virkemåten i synkroniseringssystemet i figur 1 kan enklest be-skrives under henvisning til kurvene i figur 2. Anta først at faseforholdet til den kodede høyfrekvens fra kilden 1 er i tidssynkro-nisme med det forsinkede kodesignal frembragt av kretsen 6. Dette fremgår av kurvene C og E i figur 2. Faseforholdet til høyfrekvens-signalet som kommer fra utgangen til modulatoren 2 blir midlet av filteret 14 og tilført detektoren 13 som et referansesignal. Faseforholdet til høyfrekvens-signalet ved utgangen av modulator 3 er vist ved kurve F i figur 2. Kurven F fremstilles ved at utgangen til generatoren 5 (kurve B) kombineres med utgangen fra kilden 1 (kurve E) og har et negativt faseforhold under forsinkelsestidsintervallet T, noe som skyldes at kurvene B og E har motsatt polaritet,

og positiv polaritet fordi fasene er de samme etter overgangen hos den mottatte høyfrekvenskode. Når OG-porten 11 aktiveres av portsignalet D (kurve D, figur 2) og den andre inngangen til OG-porten 11 er kurve F, figur 2, fås på utgangen av OG-porten 11 den kurveform som er vist i kurve G i figur 2. Utgangen fra OG-port 11 blir ved hjelp av filteret 12 midlet, og dette middeltall føres til detektoren 13 sammen med utgangen fra filter 14. Detektoren 13 omformer det høyfrekvente faseforholdet ved utgangen av filteret 12

til en styrespenning som har en kurveform som i alt vesentlig stem-mer overens med kurve G som-er vist i figur 2. Man vil se at de positive og negative deler av denne kurven er like i varighet og amplitude og dette fører til en styrespenning lik null ved utgangs-filteret 15 for anvendelse ved klokken 4. Dette er det ønskede null-styrings-signalet for klokken 4 idet systemet i virkeligheten alle-rede er synkronisert.

La oss nå forutsette at faseforholdet for det kodede høyfrekvens signalet fra kilden 1 er fremskutt i forhold til det forsinkede kodesignal fra anordningen 6 som vist ved de sammenlignende kurver C og H i figur 2. Faseforholdet . til. det høyfrekvente utgangssignalet fra modulatoren 2 etter at det er midlet i filteret 14, utgjør atter referansesignalet f Of detektoren 13. Faseforholdet til det høyfre-kvente utgangssignalet til modulatoren 3 er vist i kurve I, figur 2. Her fås atter det negative faseforhold som en følge av det mot-satte faseforhold mellom kurvene B og H i figur 2. Det høyfrekvente utgangssignalet fra modulatoren 3 portstyres av OG-port 11 når denne enrgiseres av portsignalet vist i kurven D i figur 2 og resulterer i det faseforholdet for høyfrekvenssignalet fra OG-porten som vist i kurve J, figur 2. Gjennomsnittet til denne utgangen leveres av filteret 12 og føres til detektor 13 sammen med utgangen av filteret 14. Detektoren 13 omformer det høyfrekvente forholdet ved utgangen av filteret 12 til en styrespenning som praktisk talt tilsvarer J i figur 2. Av kurven J, figur 2 fremgår det at den positive del har en lenger varighet enn den negative del av denne kurveformen, og dette, fører til et positivt styresignal etter at det forsterket og filtrert i forsterker og filter 15 som styrer klokken 4 for å

. oppnå synkronisme.

På lignende måte vil det, dersom faseforholdet til det kodede høyfrekvenssignal fra kilden 1 er forsinket i forhold til det forsinkede kodede signalet fra utstyret 6 som er vist ved de sammenlignende kurver C og K, figur 2, frembringes en negativ styrespenning for å styre klokken 4 til synkronisering.Det høyfrekvente signalet fra modulatoren 2 blir påny midlet ved hjelp av filter 14

og blir tilført detektoren 13 som et referansesignal. Faseforholdet mellom det høyfrekvente utgangssignal fra modulatoren 3 blir vist

ved kurven L, figur 2, dette tilføres OG-porten 11 for å frembringe den utgangen , som når den blir sluppet forbi av portsignalet (kurve D, figur 2), har det viste faseforhold, kurve M, figur 2. Utgangen fra OG-porten 11 blir midlet av filteret 12, og kobles til detektoren 13 sammen med utgangen av filteret 14. Detektoren 13 omformer det høyfrekvente faseforhold ved utgangen av filteret 12, og

til en styrespenning hovedsaklig som vist i kurve M, figur 2.

Det skal bemerkes at i denne kurve har den negative del av kurven en lengere varighet enn den positive delen, hvilket resulterer i det ønskede negative styresignal ved utgangen til forsterkeren og filteret 15 for å styre klokken 4 på en egnet må-

te for å oppnå synkronisering.

Det skal bemerkes at et interfeflénde signal vil ha liten innvirkning på feilstyrings-sløyfen da fasen til dette interfere-rende signal ved utgangen til OG-port 11 med samme grad av sann-synlighet vil være positiv eller negativ, og vil derved i gjen-nomsnitt oppheve hverandre når de tilføres detektor 13.

Claims (6)

1. Kodesynkroniseringsanordning som omfatter en kilde (1) for minst ett forutbestemt kodesignal med en første amplitude som tilsvarer binærtallet "1", og en annen amplitude som adskiller seg fra den første amplituden og som tilsvarer det binære tal-let "0", samt overganger mellom den første og den andre amplituden, en generator (5) for generering av såvel et første ufor-sinket kodesignal og et andre forsinket kodesignal som begge har samme kurveform som det forutbestemte kodesignalet, ka- rakterisert ved at et første balansert modulatortrinn (2) er innkoplet på en slik måte at det mottar både signalet fra kilden (1) og det andre forsinkede kodesignal og derav frembringer et kombinert utgangssignal, at et andre balansert modulatortrinn (3) er koplet slik at det mottar både signalet fra kilden (1) og det første uforsinkede kodesignal og derav frembringer et sammenligningsutgangssignal som samples i et tidsintervall som ligger symmetrisk omkring det uforsinkede første kodesigals overganger, at styringskretser (12-15) er innkoplet slik at de mottar både det kombinerte utgangssignal og det samplede sammenlikningsutgangssig-nal og i avhengighet av posisjonen til en overgang i sammenliknings-utgangssignalet i samplingstidsintervallet, danner et styresignal som er innkoplet for styring av generatoren (5) på en slik måte at det andre forsinkede kodesignal bringes til tidsmessig overens-stemmelse med det forutbestemte kodesignal, slik at den ønskede synkronisering oppnås.

2. Kodesynkroniseringanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at styresignalet er differansen mellom det for- utbéstemte kodesignalet påvirket av det første uforsinkede kodesignalet og det forutbestemte kodesignal påvirket av det andre forsinkede kodesignalet.

3. Kodesynkroniseringsanordning ifølge krav l/karakterisert ved at det forutbestemte kodesignalet såvel som det første, uforsinkede kodesignal og det andre forsinkede kodesignal er pseudo-vilkårlige binærkodesignaler som alle har samme kurveform.

4. Kodesynkroniseringanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter en anordning (7-lo) som er koblet til generatoren ( 5 ) for å generere et portsignal ved nivåsprang i det første, uforsinkede kodesignal, og at styrings-kretsene dessuten reagerer på portsignalet.

5. Kodesynkroniseringsanordning ifølge krav 4,karakterisert ved at generatoren (5) er forbundet med en spenningsstyrt tidspulsgenerator (4) som er koblet til styringskrets-ene (11 - 15) for å generere det første kodesignalet, og med for-sinkelsesanordninger ( 6) for å frebringe det andre kodesignalet.

6. Kodesynkroniseringsanordning ifølge krav 4,karakterisert ved at det andre modulatortrinnet (3) omfatter en balansert modulator som er koplet til signalkilden (1) og til generatoren (5), og som reagerer på det første, uforsinkede kodesignal og på det forutbestemte kodesignal fra kilden (1), at sty-ringskretsene (11-15) omfatter en OG-port (11) som er koplet til utgangen fra det nevnte andre modulatortrinnet (3) og til den nevnte anordning (7-lo) som er koplet til generatoren (5) for frem-bringelse av et portstyringssignal, hvorved OG-porten (11) reagerer på portstyringssignalet og utgangssignalet fra det andre modulatortrinnet (3), at en fasedetektor (13) er koplet til utgangen fra OG-porten (11) og til det første modulatortrinnet (2), og reagerer på det avdekkede forutbestemte kodesignalet og utgangssignalet fra OG-porten (11) under generering av styresignalet, og at et filter( 15) er koplet til utgangen fra fasedetektoren (13) og sender styresignal til generatoren (5) for innregulering av tids-innstillingen til det første, uforsinkede og det andre, forsinkede kodesignalet.