RU2450465C2 - Frame synchronisation device - Google Patents

Frame synchronisation device Download PDF

Info

Publication number
RU2450465C2
RU2450465C2 RU2009125221/08A RU2009125221A RU2450465C2 RU 2450465 C2 RU2450465 C2 RU 2450465C2 RU 2009125221/08 A RU2009125221/08 A RU 2009125221/08A RU 2009125221 A RU2009125221 A RU 2009125221A RU 2450465 C2 RU2450465 C2 RU 2450465C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
inputs
symbols
adder
Prior art date
Application number
RU2009125221/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009125221A (en
Inventor
Максим Викторович Печурин (RU)
Максим Викторович Печурин
Валерий Леонидович Тамп (RU)
Валерий Леонидович Тамп
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования - Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования - Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования - Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2009125221/08A priority Critical patent/RU2450465C2/en
Publication of RU2009125221A publication Critical patent/RU2009125221A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450465C2 publication Critical patent/RU2450465C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: frame synchronisation device, having a shift register, a decoder, generating equipment, a clock-frequency discriminator, a channel distributor, four AND elements, two logic inverters, two OR elements, lock-in and -out accumulators, a first adder, a first threshold device, two multipliers, a flip-flop and a frequency divider, also includes a second adder, a second threshold device, a fifth AND element and the number of shift register cells is equal to the number of code word symbols (n, k) of a linear block code used in a digital transmission control channel.
EFFECT: reduced probability of false frame synchronisation of digital transmissions in which frames contain symbols of combined digital transmissions and n control channel symbols, including a clock signal combination consisting of m successive symbols, housekeeping symbols, and verification symbols of a linear block code.
4 dwg

Description

Изобретение относится к цифровой связи, а именно к устройствам для цикловой синхронизации цифровых систем передачи информации с временным уплотнением.The invention relates to digital communications, and in particular to devices for cyclic synchronization of digital information transmission systems with temporary compression.

Известные устройства для цикловой синхронизации осуществляют синхронизацию по комбинациям синхросигнала, передаваемым на определенных позициях цикла цифровой передачи.Known devices for cyclic synchronization carry out synchronization by combinations of the clock signal transmitted at certain positions of the digital transmission cycle.

Однако существуют цифровые передачи, в которых для обеспечения динамического временного уплотнения организуется цикл, который содержит n символов канала управления и символы, отведенные для объединяемых цифровых передач. Канал управления включает комбинацию синхросигнала, состоящую из m (m≤2) последовательных символов, служебные символы и (n-k) проверочных символов (n, k) линейного блокового кода.However, there are digital transmissions in which, in order to provide dynamic temporal multiplexing, a cycle is organized that contains n control channel symbols and symbols reserved for combined digital transmissions. The control channel includes a combination of a clock signal consisting of m (m≤2) consecutive characters, service characters and (n-k) check characters (n, k) of a linear block code.

Известны устройства для цикловой синхронизации [патент РФ №2019046 С1, патент РФ №2136111 C1], содержащие регистр сдвига, опознаватель циклового синхросигнала, анализатор совпадения синхросигнала, генераторное оборудование, элементы И, ИЛИ, входы и выходы устройства, соединенные определенным образом.Known devices for cyclic synchronization [RF patent No. 20119046 C1, RF patent No. 2136111 C1] containing a shift register, a cyclic clock signal identifier, a clock signal analyzer, generator equipment, AND, OR elements, inputs and outputs of the device connected in a certain way.

Недостатком данных устройств является высокая вероятность ложной цикловой синхронизации цифровых передач с синхросигналом, состоящим из одного-двух последовательных символов.The disadvantage of these devices is the high probability of false cyclic synchronization of digital transmissions with a clock signal consisting of one or two consecutive characters.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для цикловой синхронизации [Левин Л.С. Цифровые системы передачи информации / Л.С.Левин, М.А.Плоткин. - М.: Радио и связь, 1982. - С.102-103, рис.4.4], содержащее опознаватель синхросигнала, состоящий из регистра сдвига и дешифратора, цепи удержания и поиска синхронизма, генераторное оборудование, выделитель тактовой частоты, канальный распределитель, входы и выходы устройства.The closest in technical essence to the claimed invention is selected as a prototype device for cyclic synchronization [Levin L.S. Digital information transmission systems / L.S. Levin, M.A. Plotkin. - M .: Radio and communications, 1982. - S.102-103, Fig.4.4], containing a clock identifier, consisting of a shift register and a decoder, a hold and synchronism search circuit, generator equipment, a clock isolator, channel distributor, inputs and device outputs.

Недостатком данного устройства является высокая вероятность ложной цикловой синхронизации цифровых передач с синхросигналом, состоящим из одного-двух последовательных символов.The disadvantage of this device is the high probability of false cyclic synchronization of digital transmissions with a clock signal consisting of one or two consecutive characters.

Технической задачей изобретения является снижение вероятности ложной цикловой синхронизации цифровых передач, в которых цикл содержит символы объединяемых цифровых передач и n символов канала управления, включающего комбинацию синхросигнала, состоящую из m (m≤2) последовательных символов, служебные символы и (n-k) проверочных символов (n, k) линейного блокового кода.An object of the invention is to reduce the likelihood of false cyclic synchronization of digital transmissions, in which the cycle contains symbols of combined digital transmissions and n symbols of the control channel, including a combination of a clock signal consisting of m (m≤2) consecutive symbols, service symbols and (nk) check symbols ( n, k) a linear block code.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для цикловой синхронизации, как и прототип, содержит регистр сдвига, выделитель тактовой частоты и канальный распределитель, сигнальные входы которых объединены и являются входом устройства, дешифратор, входы которого соединены с m выходами регистра сдвига, первый, второй и третий элементы И, первые входы которых объединены с первыми входами первого и второго элементов НЕТ, при этом вторые входы первого элемента И и первого элемента НЕТ объединены и соединены с синхронизирующим выходом генераторного оборудования, выход первого элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к обнуляющему входу накопителя по выходу из синхронизма, накапливающий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕТ, а выход подключен к входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу первого порогового устройства, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к сбрасывающему входу генераторного оборудования и первому входу первого элемента ИЛИ, объединенные вторые входы второго и четвертого элементов И и второго элемента НЕТ соединены с выходом делителя частоты, выход второго элемента НЕТ соединен с первым входом триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера, сбрасывающим входом делителя частоты и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход подключен к входу накопителя по входу в синхронизм, выход которого соединен с входом второго умножителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход выделителя тактовой частоты соединен с объединенными тактовыми входами делителя частоты и генераторного оборудования, адресные выходы которого подключены к входам канального распределителя.The specified technical result is achieved in that the device for cyclic synchronization, like the prototype, contains a shift register, a clock isolator and a channel distributor, the signal inputs of which are combined and are the input of a device, a decoder whose inputs are connected to m outputs of the shift register, the first, second and the third elements And, the first inputs of which are combined with the first inputs of the first and second elements NO, while the second inputs of the first element And and the first element NO are combined and connected to the output of the generator equipment, the output of the first AND element is connected to the second input of the first OR element, the output of which is connected to the zeroing input of the drive by synchronism output, the accumulating input of which is connected to the output of the first element NO, and the output is connected to the input of the first multiplier, the output of which is connected with the first input of the first adder, the output of which is connected to the input of the first threshold device, the output of which is connected to the first input of the fourth element And, the output of which is connected to the reset input the generator equipment ode and the first input of the first OR element, the combined second inputs of the second and fourth elements AND and the second element NO are connected to the output of the frequency divider, the output of the second element NO is connected to the first input of the trigger, the output of which is connected to the second input of the third element AND, the output of which connected to the second input of the trigger, resetting the input of the frequency divider and the second input of the second OR element, the first input of which is connected to the output of the second AND element, and the output is connected to the drive input by input In synchronism, the output of which is connected to the input of the second multiplier, the output of which is connected to the second input of the first adder, the output of the clock isolator is connected to the combined clock inputs of the frequency divider and generator equipment, the address outputs of which are connected to the inputs of the channel distributor.

Особенность заключается в том, что количество ячеек регистра сдвига равно числу символов кодового слова (n, k) линейного блокового кода, применяемого в канале управления цифровой передачи, а также дополнительно введены второе пороговое устройство, пятый элемент И и второй сумматор, входы которого соединены с n выходами регистра сдвига, а (n-k) выходов подключены к входам второго порогового устройства, выход которого, соединен со вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход подключен к объединенным первым входам первого, второго, третьего элементов И и первого, второго элементов НЕТ.The peculiarity lies in the fact that the number of cells in the shift register is equal to the number of characters of the code word (n, k) of the linear block code used in the digital transmission control channel, and a second threshold device, a fifth AND element, and a second adder, the inputs of which are connected to n outputs of the shift register, and (nk) outputs are connected to the inputs of the second threshold device, the output of which is connected to the second input of the fifth element And, the first input of which is connected to the output of the decoder, and the output is connected to the first first inputs of the first, second, third AND elements and the first, second elements NO.

Система синхронизации, использующая цикловой синхросигнал, описывается двумя вероятностями - вероятностью пропуска циклового синхросигнала и вероятностью ложной цикловой синхронизации [Былянски П. Цифровые системы передачи / П.Былянски, Д.Ингрем; Пер. с англ. / Под ред. А.А.Визеля. - М.: Связь, 1980. - С.99-101; Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б.Скляр. - Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - С.659-663; Крухмалев В.В. Цифровые системы передачи / В.В.Крухмалев, В.Н.Гордиенко, А.Д.Моченов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - С.251-253].A synchronization system using a cyclic clock signal is described by two probabilities - the probability of skipping a clock signal and the probability of false cyclic synchronization [P. Bylanski Digital transmission systems / P. Bylanski, D. Ingrem; Per. from English / Ed. A.A. Wiesel. - M .: Communication, 1980. - S.99-101; Sklyar B. Digital Communication. Theoretical foundations and practical application / B. Sklyar. - Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M .: Williams Publishing House, 2003. - S.659-663; Krukhmalev V.V. Digital transmission systems / V.V. Krukhmalev, V.N. Gordienko, A.D. Mochenov. - M .: Hot line - Telecom, 2007. - S.251-253].

При условии, что вероятности появления «0» и «1» на любой позиции одинаковы и равны 0,5, вероятность ложной цикловой синхронизации, вызванная m битами случайной последовательности данных, при анализе одного цикла описывается выражением (1).Provided that the probabilities of occurrence of “0” and “1” at any position are the same and equal to 0.5, the probability of false cycle synchronization caused by m bits of a random data sequence during the analysis of one cycle is described by expression (1).

Figure 00000001
Figure 00000001

где t - количество ошибок, допускаемых в цикловом синхросигнале схемой синхронизации.where t is the number of errors allowed in the cyclic clock signal by the synchronization circuit.

Уменьшение вероятности ложной цикловой синхронизации цифровых передач с цикловым синхросигналом, состоящим из одного-двух символов, возможно за счет использования свойств канала управления, в котором применяется (n, k) линейный блоковый код.Reducing the likelihood of false cyclic synchronization of digital transmissions with a cyclic clock signal, consisting of one or two characters, is possible due to the use of the properties of the control channel, which uses a (n, k) linear block code.

Проверочная матрица (n, k) линейного блокового кода имеет вид:The verification matrix (n, k) of the linear block code has the form:

Figure 00000002
Figure 00000002

Каждая строка проверочной матрицы H[n-k,n] представляет собой проверочный вектор

Figure 00000003
, состоящий из n элементов. Так как каждый проверочный вектор
Figure 00000004
отражает проверку на четность, введенную для любой кодовой комбинации, то при отсутствии ошибок скалярное произведение любой кодовой комбинации
Figure 00000005
на этот вектор, определяемое выражением (2), равно нулюEach row of the verification matrix H [nk, n] is a verification vector
Figure 00000003
consisting of n elements. Since each verification vector
Figure 00000004
reflects the parity check introduced for any code combination, then in the absence of errors the scalar product of any code combination
Figure 00000005
to this vector defined by expression (2) is zero

Figure 00000006
Figure 00000006

Для кодовой комбинации длиной n символов возможно 2n событий. Из них 2k событий соответствуют разрешенным. Тогда при условии, что ошибки в кодовых комбинациях линейного блокового кода схемой цикловой синхронизации не допускаются, вероятность ложной цикловой синхронизации при анализе одного цикла описывается выражением (3)For a n-character codeword, 2 n events are possible. Of these, 2 k events correspond to resolved. Then, provided that errors in the code combinations of the linear block code are not allowed by the cycle synchronization scheme, the probability of false cycle synchronization in the analysis of one cycle is described by the expression (3)

Figure 00000007
Figure 00000007

При проверке d символов на четность в кодовой комбинации длиной n (d≤n) символов число всех возможных событий равно 2d; число событий, удовлетворяющих условию четности, равно 2d-1. Вероятность имитации четности проверяемых символов случайной последовательностью данных равнаWhen checking d characters for parity in a code combination of length n (d≤n) characters, the number of all possible events is 2 d ; the number of events satisfying the parity condition is 2 d-1 . The probability of simulating the parity of the checked characters by a random data sequence is

Figure 00000008
Figure 00000008

Если используется несколько проверочных векторов, вероятность ложной цикловой синхронизации описывается выражением (4)If several verification vectors are used, the probability of false cyclic synchronization is described by the expression (4)

Figure 00000009
Figure 00000009

где i=1, 2, …, n-k - число проверочных векторов, используемых для обнаружения кодовых слов линейного блокового кода.where i = 1, 2, ..., n-k is the number of verification vectors used to detect code words of a linear block code.

Минимальное значение вероятности ложной цикловой синхронизации достигается при i=n-k.The minimum value of the probability of false cyclic synchronization is achieved at i = n-k.

При цикловой синхронизации как по комбинациям синхросигнала, так и по комбинациям кодовых слов линейного блокового кода, применяемого в канале управления цифровой передачи, вероятность ложной цикловой синхронизации равна произведению вероятностей

Figure 00000010
и
Figure 00000011
, т.е.In cyclic synchronization, both by the combination of the clock signal and by the combination of code words of the linear block code used in the digital transmission control channel, the probability of false cycle synchronization is equal to the product of the probabilities
Figure 00000010
and
Figure 00000011
, i.e.

Figure 00000012
, при этом
Figure 00000013
,
Figure 00000014
Figure 00000012
, wherein
Figure 00000013
,
Figure 00000014

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The proposed device is illustrated by drawings, which depict:

фиг.1 - структурная схема устройства для цикловой синхронизации;figure 1 is a structural diagram of a device for cyclic synchronization;

фиг.2 - функциональная схема сумматора 8;figure 2 is a functional diagram of the adder 8;

фиг.3 - функциональная схема порогового устройства 9;figure 3 is a functional diagram of a threshold device 9;

фиг.4 - зависимость вероятности ложной цикловой синхронизации от количества анализируемых циклов, полученная при имитационном моделировании.figure 4 - dependence of the probability of false cyclic synchronization on the number of analyzed cycles obtained by simulation.

Устройство для цикловой синхронизации (фиг.1) содержит опознаватель 1 синхросигнала, цепь 2 удержания синхронизма, цепь 3 поиска синхронизма, выделитель 4 тактовой частоты, канальный распределитель 5. При этом опознаватель 1 синхросигнала содержит регистр 7 сдвига с числом ячеек, равным количеству символов кодовой комбинации (n, k) линейного блокового кода, применяемого в канале управления, дешифратор 6, второй сумматор 8, второе пороговое устройство 9, пятый элемент И 10. Цепь 2 удержания синхронизма содержит первый элемент И 11, первый элемент НЕТ 12, первый элемент ИЛИ 13, накопитель 14 по выходу из синхронизма, первый умножитель К 15, первый сумматор 16, первое пороговое устройство 17, четвертый элемент И 18, генераторное оборудование 19. Цепь 3 поиска синхронизма содержит второй элемент И 20, второй элемент НЕТ 21, второй элемент ИЛИ 22, триггер 23, накопитель 24 по входу в синхронизм, третий элемент И 25, второй умножитель К 26, делитель 27 частоты. При этом вход регистра 7 сдвига является сигнальным входом устройства для цикловой синхронизации. Отводы с первого по m-й регистра 7 сдвига подключены к входным отводам дешифратора 6, отводы с первого по n-й регистра 7 сдвига подключены к входным отводам второго сумматора 8, выходные отводы которого с первого по (n-k)-й подключены к входным отводам второго порогового устройства 9. Выходы второго порогового устройства 9 и дешифратора 6 подключены к второму и первому входам соответственно пятого элемента И 10, выход которого подключен к объединенным первым входам первого элемента И 11, первого элемента НЕТ 12, второго элемента И 20, второго элемента НЕТ 21, третьего элемента И 25. К вторым входам первого элемента И 11, первого элемента НЕТ 12 подключен синхронизирующий выход генераторного оборудования 19. Выход первого элемента И 11 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с обнуляющим входом накопителя 14 по выходу из синхронизма, накапливающий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕТ 12. Выход накопителя 14 по выходу из синхронизма подключен к входу первого умножителя К 15, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 16. Выход первого сумматора 16 подключен к входу первого порогового устройства 17, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И 18. Выход четвертого элемента И 18 подключен к сбрасывающему входу генераторного оборудования 19 и первому входу первого элемента ИЛИ 13. К вторым входам четвертого элемента И 18, второго элемента И 20, второго элемента НЕТ 21 подключен выход делителя 27 частоты. Выход второго элемента НЕТ 21 соединен с первым входом триггера 23, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И 25. Выход третьего элемента И 25 подключен к сбрасывающему входу делителя 27 частоты и вторым входам триггера 23 и второго элемента ИЛИ 22, к первому входу которого подключен выход второго элемента И 20. Выход второго элемента ИЛИ 22 подключен к входу накопителя 24 по входу в синхронизм, выход которого подключен к входу второго умножителя К 26. Выход второго умножителя К 26 подключен к второму входу первого сумматора 16. Выход выделителя 4 тактовой частоты подключен к тактовому входу делителя 27 частоты и тактовому входу генераторного оборудования 19, адресные выходы которого подключены к адресным входам канального распределителя 5.The device for cyclic synchronization (Fig. 1) contains a clock identifier 1, a synchronization hold circuit 2, a synchronism search circuit 3, a clock selector 4, a channel allocator 5. Moreover, the clock identifier 1 contains a shift register 7 with the number of cells equal to the number of code symbols combinations of (n, k) linear block code used in the control channel, decoder 6, second adder 8, second threshold device 9, fifth element 10. The synchronization hold circuit 2 contains the first element 11, the first element NO 12, the first element OR 13, the drive 14 to exit the synchronism, the first multiplier K 15, the first adder 16, the first threshold device 17, the fourth element And 18, the generator equipment 19. The synchronization search circuit 3 contains a second element And 20, the second element is NO 21, the second element OR 22, trigger 23, the drive 24 at the input of synchronism, the third element And 25, the second multiplier K 26, the frequency divider 27. In this case, the input of the shift register 7 is the signal input of the device for cyclic synchronization. The taps from the first to the mth shift register 7 are connected to the input taps of the decoder 6, the taps from the first to the n-th shift register 7 are connected to the input taps of the second adder 8, the output taps of which from the first to (nk) th are connected to the input taps the second threshold device 9. The outputs of the second threshold device 9 and the decoder 6 are connected to the second and first inputs, respectively, of the fifth element And 10, the output of which is connected to the combined first inputs of the first element And 11, the first element NO 12, the second element And 20, the second element NO 21, the third element And 25. To the second inputs of the first element And 11, the first element NO 12 is connected to the synchronizing output of the generator equipment 19. The output of the first element And 11 is connected to the second input of the first element OR 13, the output of which is connected to the resetting input of the drive 14 through an output from synchronism, the accumulating input of which is connected to the output of the first element NO 12. The output of the drive 14 after the exit from synchronism is connected to the input of the first multiplier K 15, the output of which is connected to the first input of the first adder 16. The output of the first the adder 16 is connected to the input of the first threshold device 17, the output of which is connected to the first input of the fourth element And 18. The output of the fourth element And 18 is connected to the reset input of the generator equipment 19 and the first input of the first element OR 13. To the second inputs of the fourth element And 18, the second element And 20, the second element NO 21 is connected to the output of the frequency divider 27. The output of the second element NO 21 is connected to the first input of the trigger 23, the output of which is connected to the second input of the third element And 25. The output of the third element And 25 is connected to the reset input of the frequency divider 27 and the second inputs of the trigger 23 and the second element OR 22, to the first input of which the output of the second element AND 20 is connected. The output of the second element OR 22 is connected to the input of the drive 24 at the synchronism input, the output of which is connected to the input of the second multiplier K 26. The output of the second multiplier K 26 is connected to the second input of the first adder 16. Output to a clock frequency separator 4 is connected to the clock input of the frequency divider 27 and the clock input of the generator equipment 19, the address outputs of which are connected to the address inputs of the channel distributor 5.

Устройство для цикловой синхронизации (фиг.1) работает следующим образом. Мультиплексный цифровой поток поступает на вход опознавателя 1 синхросигнала, состоящего из регистра 7 сдвига с числом ячеек, равным количеству символов кодовой комбинации (n, k) линейного блокового кода, применяемого в канале управления, дешифратора 6, второго сумматора 8, второго порогового устройства 9, пятого элемента И 10. В течение каждого тактового интервала в регистр 7 сдвига записывается один символ принимаемого сигнала, причем с приходом очередного символа предыдущий продвигается в следующую ячейку. Если в регистре 7 сдвига содержится кодовая комбинация (n, k) линейного блокового кода, включающая комбинацию синхросигнала (первые m последовательных символов), то в случае приема без ошибок первая вызывает формирование сигналов на всех (n-k) выходах второго сумматора 8, а последняя - формирование сигнала не выходе дешифратора 6. Сигнал на выходе дешифратора 6 отражает совпадение первых m символов кодовой комбинации, записанной в регистре 7 сдвига, с комбинацией синхросигнала, а каждый сигнал на выходе второго сумматора 8 - результат скалярного произведения кодовой комбинации из n символов и одного из (n-k) проверочных векторов (2).A device for cyclic synchronization (figure 1) works as follows. The multiplex digital stream is input to the identifier 1 of the clock signal, consisting of a shift register 7 with the number of cells equal to the number of characters of the code combination (n, k) of the linear block code used in the control channel, decoder 6, second adder 8, second threshold device 9, the fifth element And 10. During each clock interval in the shift register 7 is written one character of the received signal, and with the arrival of the next character, the previous one moves to the next cell. If the shift register 7 contains a code combination (n, k) of a linear block code that includes a combination of a clock signal (first m consecutive characters), then, if received without errors, the first causes the formation of signals at all (nk) outputs of the second adder 8, and the last - the formation of the signal is not the output of the decoder 6. The signal at the output of the decoder 6 reflects the coincidence of the first m characters of the code combination recorded in the shift register 7 with the combination of the clock signal, and each signal at the output of the second adder 8 is the result of scalar code combination of n characters and one of (n-k) test vectors (2).

Второй сумматор 8 в совокупности с регистром 7 сдвига представляют собой типовую схему вычисления синдрома при декодировании линейных блоковых кодов [Кларк Дж. Кодирование с исправлением ошибок / Дж.Кларк, Дж.Кейн; Пер. с англ. - М.: Радио и Связь, 1987. - С.53-96; Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б.Скляр. - Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - С.354-367]. Например, на фиг.2 представлена функциональная схеме второго сумматора 8 для частного случая, когда в канале управления цифровой передачи применяется код Голея (24, 12) с проверочной матрицей вида:The second adder 8 in conjunction with the shift register 7 is a typical scheme for calculating the syndrome when decoding linear block codes [Clark, J. Error coding / J. Clark, J. Kane; Per. from English - M .: Radio and Communication, 1987. - P.53-96; Sklyar B. Digital Communication. Theoretical foundations and practical application / B. Sklyar. - Ed. 2nd, rev .: Per. from English - M.: Williams Publishing House, 2003. - S.354-367]. For example, figure 2 presents the functional diagram of the second adder 8 for a special case when the Golei code (24, 12) with a verification matrix of the form is used in the digital transmission control channel:

Figure 00000015
.
Figure 00000015
.

В данном случае второй сумматор 8, на входе и выходе которого 24 и 12 выводов соответственно, состоит из совокупности одноразрядных двоичных сумматоров, подключенных к его входам в соответствии с представленной проверочной матрицей.In this case, the second adder 8, at the input and output of which 24 and 12 conclusions, respectively, consists of a set of one-bit binary adders connected to its inputs in accordance with the presented verification matrix.

В случае приема с ошибками, в зависимости от их количества и местоположения в кодовой комбинации (n, k) линейного блокового кода, последняя не вызовет формирования сигналов на определенных выходах второго сумматора 8. Количество сформированных на выходах второго сумматора 8 сигналов, равное или превышающее установленный порог, вызывает формирование сигнала на выходе второго порогового устройства 9. При нулевом пороге, установленном на втором пороговом устройстве 9, на выходе опознавателя 1 синхросигнала формируется сигнал только при обнаружении комбинации синхросигнала.In case of receiving errors with errors, depending on their number and location in the code combination (n, k) of a linear block code, the latter will not cause the formation of signals at certain outputs of the second adder 8. The number of signals generated at the outputs of the second adder 8 is equal to or greater than the established the threshold causes the formation of a signal at the output of the second threshold device 9. At a zero threshold set on the second threshold device 9, a signal is generated at the output of the synchronization identifier 1 only when zhenii combination timing signal.

Второе пороговое устройство 9 представляет собой комбинационную схему, имеющую k входов и один выход и реализующую функцию [Пухальский Г.И. Цифровые устройства: Учебное пособие для втузов / Г.И.Пухальский, Т.Я.Новосельцева. - СПб.: Политехника, 1996. - С.553-556]The second threshold device 9 is a combinational circuit having k inputs and one output and realizing a function [G. Pukhalsky Digital devices: Textbook for technical colleges / G.I.Pukhalsky, T.Ya. Novoseltseva. - St. Petersburg: Polytechnic, 1996. - S.553-556]

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

где ν=(xk, …, xi, …, x1), xi - сигнал на i-м входе порогового устройства 9; l - установленный порог, 1≤l≤k.where ν = (x k , ..., x i , ..., x 1 ), x i is the signal at the ith input of the threshold device 9; l is the set threshold, 1≤l≤k.

На фиг.3 представлена функциональная схема второго порогового устройства 9 для частного случая, когда в канале управления цифровой передачи применяется код Голея (24, 12). Второе пороговое устройство 9 состоит из совокупности двоичных сумматоров, позволяющих подсчитать количество поступивших сигналов, блока выбора порога, с помощью которого задается порог l, цифрового компаратора, осуществляющего сравнение числа поступивших сигналов с порогом l, и элемента логического ИЛИ. Если количество поступивших сигналов больше или равно порогу l, то на выходе элемента логического ИЛИ, являющегося выходом второго порогового устройства 9, формируется единичный сигнал.Figure 3 presents the functional diagram of the second threshold device 9 for a special case when the Golei code is used in the digital transmission control channel (24, 12). The second threshold device 9 consists of a combination of binary adders, which allows calculating the number of incoming signals, a threshold selection unit, with which a threshold l is set, a digital comparator that compares the number of incoming signals with a threshold l, and a logical OR element. If the number of incoming signals is greater than or equal to the threshold l, then a single signal is formed at the output of the logical OR element, which is the output of the second threshold device 9.

Сигнал обнаружения комбинации синхросигнала с дешифратора 6 и сигнал обнаружения кодовой комбинации линейного блокового кода, применяемого в канале управления, со второго порогового устройства 9 поступают на пятый элемент И 10. При одновременности данных событий на выходе пятого элемента И 10 формируется сигнал, поступающий на первый элемент И 11, первый элемент НЕТ 12, второй элемент И 20, второй элемент НЕТ 21 и третий элемент И 25. Если устройство цикловой синхронизации находится в состоянии синхронизма, то сигнал с выхода опознавателя 1 синхросигнала совпадает по времени с сигналом с выхода генераторного оборудования 19, поступающего на первый элемент И 11, первый элемент НЕТ 12. При этом на выходе первого элемента НЕТ 12, соединенного с накопительным входом накопителя 14 по выходу из синхронизма, сигнал отсутствует, а на выходе первого элемента И 11, соединенного через первый элемент ИЛИ 13 с обнуляющим входом накопителя 14 по выходу из синхронизма, формируется сигнал, обнуляющий накопитель 14 по выходу из синхронизма (рассчитанный, обычно, на четыре-шесть следующих подряд импульсов). Ложные комбинации синхросигнала и линейного блокового кода, формируемые в мультиплексном цифровом потоке вследствие случайного сочетания единиц и нулей, не совпадают по времени с сигналом на выходе генераторного оборудования 19, а следовательно, и не участвуют в процессе накопления. Благодаря совпадению временных положений импульсных последовательностей с выходов опознавателя 1 синхросигнала и делителя 27 частоты (коэффициент деления которого равен коэффициенту деления генераторного оборудования 19) накопитель 24 по входу в синхронизм оказывается заполненным, а триггер 23 удерживает третий элемент И 25 в закрытом состоянии, при котором ложные комбинации синхросигнала, формирующиеся в мультиплексном цифровом потоке, не вызывают сброса делителя 27 частоты. Разрешающий сигнал с выхода накопителя 24 по входу в синхронизм (рассчитанного, обычно, на два-три следующих подряд импульса) поступает на второй вход первого сумматора 16 через второй умножитель К 26, где он умножается на коэффициент, соответствующий весу сигнала. В первом сумматоре 16 производится суммирование сигналов с выходов накопителя 14 по выходу из синхронизма и накопителя 24 по входу в синхронизм с учетом коэффициентов первого умножителя К 15 и второго умножителя К 26. Сброс генераторного оборудования 19 производится только в случае достижения суммарной емкостью накопителей уровня, установленного первым пороговым устройством 17. При сбое синхронизма накопитель 14 по выходу из синхронизма заполняется и вырабатывает разрешающий сигнал. Однако четвертый элемент И 18 остается закрытым до тех пор, пока на вход первого сумматора 16 не будет подан разрешающий сигнал с выхода накопителя 24 по входу в синхронизм, и суммарная емкость накопителей не превысит уровень, установленный первым пороговым устройством 17. В цепи 3 поиска синхронизма третий элемент И 25 открывается сигналом с выхода триггера 23, и первый же ложный синхросигнал, сформировавшийся в мультиплексном цифровом потоке, установит делитель 27 частоты и триггер 23 в нулевое состояние. В результате третий элемент И 25 оказывается закрытым до тех пор, пока на анализируемых позициях не сформируется комбинация символов, отличающаяся от синхронизирующей, после чего следующий ложный синхросигнал вновь установит делитель 27 частоты и триггер 23 в нулевое состояние. При обнаружении истинного синхросигнала накопитель 24 по входу в синхронизм заполняется и вырабатывает разрешающий сигнал, который поступает через второй умножитель К 26 на первый сумматор 16. Если к этому моменту накопитель 14 по выходу из синхронизма уже заполнен и сумма сигналов на входе первого порогового устройства 17 превышает заданный порог, сигнал с выхода делителя 27 частоты устанавливает генераторное оборудование 19 в нулевое состояние. При длительном искажении синхросигнала состояние циклового синхронизма удерживается сколь угодно долго благодаря отсутствию разрешающего сигнала из цепи 3 поиска синхронизма.The detection signal of the combination of the clock signal from the decoder 6 and the detection signal of the code combination of the linear block code used in the control channel from the second threshold device 9 are supplied to the fifth element And 10. When the event data is simultaneous at the output of the fifth element And 10, a signal arrives at the first element And 11, the first element is NO 12, the second element is AND 20, the second element is NO 21 and the third element is AND 25. If the cyclic synchronization device is in a state of synchronism, then the signal from the output of the identifier 1 sync the signal coincides in time with the signal from the output of the generator equipment 19, supplied to the first element And 11, the first element is NO 12. In this case, the output of the first element NO 12 connected to the storage input of the drive 14 at the exit of synchronism, there is no signal, and the output the first element And 11 connected through the first element OR 13 with the resetting input of the drive 14 at the exit from the synchronism, a signal is formed, resetting the drive 14 at the exit from the synchronism (usually calculated for four to six consecutive pulses). False combinations of a clock signal and a linear block code generated in a multiplex digital stream due to a random combination of ones and zeros do not coincide in time with the signal at the output of the generator equipment 19, and therefore do not participate in the accumulation process. Due to the coincidence of the temporal positions of the pulse sequences from the outputs of the sync signal identifier 1 and the frequency divider 27 (the division coefficient of which is equal to the division coefficient of the generator equipment 19), the drive 24 at the synchronization input is filled, and the trigger 23 holds the third element And 25 in a closed state, in which false combinations of the clock signal generated in the multiplexed digital stream do not cause a reset of the frequency divider 27. The enable signal from the output of the drive 24 at the synchronism input (usually calculated for two or three consecutive pulses) is fed to the second input of the first adder 16 through the second multiplier K 26, where it is multiplied by a coefficient corresponding to the weight of the signal. In the first adder 16, the signals from the outputs of the drive 14 at the exit from the synchronism and the drive 24 at the entrance to the synchronism are added up taking into account the coefficients of the first multiplier K 15 and the second multiplier K 26. The generator equipment 19 is reset only if the total drive capacity reaches the level set the first threshold device 17. In the event of a synchronism failure, the drive 14 fills out of synchronism and generates an enable signal. However, the fourth element And 18 remains closed until an enable signal from the output of the drive 24 at the synchronism input is supplied to the input of the first adder 16, and the total capacity of the drives does not exceed the level set by the first threshold device 17. In the synchronism search circuit 3 the third element And 25 is opened by the signal from the output of the trigger 23, and the first false clock signal generated in the multiplex digital stream will set the frequency divider 27 and the trigger 23 to the zero state. As a result, the third AND element 25 is closed until a combination of symbols different from the synchronizing one is formed at the positions being analyzed, after which the next false sync signal again sets the frequency divider 27 and trigger 23 to the zero state. When a true clock signal is detected, the drive 24 at the input to the synchronism is filled and generates an enable signal, which passes through the second multiplier K 26 to the first adder 16. If, by this moment, the drive 14 is out of synchronism and the sum of the signals at the input of the first threshold device 17 exceeds a predetermined threshold, the signal from the output of the frequency divider 27 sets the generator equipment 19 to zero. With long-term distortion of the clock signal, the state of cyclic synchronism is maintained for an arbitrarily long time due to the absence of an enable signal from the synchronism search circuit 3.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет более низкую вероятность ложной цикловой синхронизации цифровых передач, в которых цикл содержит символы объединяемых цифровых передач и n символов канала управления, включающего комбинацию синхросигнала, состоящую из m (m≤2) последовательных символов, служебные символы, и (n-k) проверочных символов (n, k) линейного блокового кода, так как цикловая синхронизация осуществляется как по комбинациям синхросигнала, так и по кодовым словам (n, k) линейного блокового кода, применяемого в канале управления.The present invention, compared with the prototype, has a lower probability of false cycle synchronization of digital transmissions, in which the cycle contains symbols of combined digital transmissions and n symbols of the control channel, including a combination of a clock signal consisting of m (m≤2) consecutive symbols, service symbols, and ( nk) check symbols (n, k) of the linear block code, since the cycle synchronization is carried out both by combinations of the clock signal and the code words (n, k) of the linear block code used in the channel management.

Для определения качественных показателей устройства для цикловой синхронизации была построена его имитационная модель.To determine the quality indicators of the device for cyclic synchronization, its simulation model was built.

Моделирование производилось при следующих исходных данных:Modeling was performed with the following initial data:

- ошибки в канале связи отсутствуют (t=0);- there are no errors in the communication channel (t = 0);

- вероятности появления «0» и «1» на любых позициях не одинаковы;- the probabilities of occurrence of "0" and "1" at any positions are not the same;

- длина цикла передачи L=2048 бит;- transmission cycle length L = 2048 bits;

- длина синхрокомбинации m=2 (01);- the length of the sync combination m = 2 (01);

- применяемый в канале управления цифровой передачи линейный блоковый код: код Голея (24, 12);- linear block code used in the digital transmission control channel: Golay code (24, 12);

- число используемых проверочных векторов: i=2÷12;- the number of test vectors used: i = 2 ÷ 12;

- число анализируемых циклов N=1÷6;- the number of analyzed cycles N = 1 ÷ 6;

- порог на пороговом устройстве в опознавателе синхросигнала: 0.- threshold on the threshold device in the clock identifier: 0.

В результате моделирования устройство показало характеристики, которые представлены на фиг.4 (пунктиром указаны характеристики прототипа).As a result of simulation, the device showed the characteristics that are presented in figure 4 (the dotted line shows the characteristics of the prototype).

Моделирование подтвердило достижение технического результата - снижение вероятности ложной цикловой синхронизации - при осуществлении изобретения.Modeling confirmed the achievement of a technical result — a reduction in the likelihood of false cyclic synchronization — in the practice of the invention.

Claims (1)

Устройство для цикловой синхронизации, содержащее регистр сдвига, выделитель тактовой частоты и канальный распределитель, сигнальные входы которых объединены и являются входом устройства, дешифратор, входы которого соединены с m выходами регистра сдвига, первый, второй и третий элементы И, первые входы которых объединены с первыми входами первого и второго элементов НЕТ, при этом вторые входы первого элемента И и первого элемента НЕТ объединены и соединены с синхронизирующим выходом генераторного оборудования, выход первого элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к обнуляющему входу накопителя по выходу из синхронизма, накапливающий вход которого соединен с выходом первого элемента НЕТ, а выход подключен к входу первого умножителя, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу первого порогового устройства, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к сбрасывающему входу генераторного оборудования и первому входу первого элемента ИЛИ, объединенные вторые входы второго и четвертого элементов И и второго элемента НЕТ соединены с выходом делителя частоты, выход второго элемента НЕТ соединен с первым входом триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера, сбрасывающим входом делителя частоты и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход подключен к входу накопителя по входу в синхронизм, выход которого соединен с входом второго умножителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход выделителя тактовой частоты соединен с объединенными тактовыми входами делителя частоты и генераторного оборудования, адресные выходы которого подключены к входам канального распределителя, отличающееся тем, что количество ячеек регистра сдвига равно числу символов кодового слова (n, k) линейного блокового кода, применяемого в канале управления цифровой передачи, а также дополнительно введены второе пороговое устройство, пятый элемент И и второй сумматор, входы которого соединены с n выходами регистра сдвига, a (n-k) выходов подключены к входам второго порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход подключен к объединенным первым входам первого, второго, третьего элементов И и первого, второго элементов НЕТ. A device for cyclic synchronization containing a shift register, a clock selector and a channel distributor, the signal inputs of which are combined and are the input of a device, a decoder whose inputs are connected to the m outputs of the shift register, the first, second, and third AND elements, the first inputs of which are combined with the first the inputs of the first and second elements NO, while the second inputs of the first element And and the first element NO are combined and connected to the synchronizing output of the generator equipment, the output of the first element And connected to the second input of the first OR element, the output of which is connected to the zeroing input of the drive after synchronism, the accumulating input of which is connected to the output of the first element NO, and the output is connected to the input of the first multiplier, the output of which is connected to the first input of the first adder, the output of which is connected to the input of the first threshold device, the output of which is connected to the first input of the fourth element And, the output of which is connected to the resetting input of the generator equipment and the first input of the first element And And, the combined second inputs of the second and fourth elements AND and the second element NO are connected to the output of the frequency divider, the output of the second element NO is connected to the first input of the trigger, the output of which is connected to the second input of the third element And, the output of which is connected to the second input of the trigger, resetting input frequency divider and the second input of the second OR element, the first input of which is connected to the output of the second AND element, and the output is connected to the drive input at the synchronism input, the output of which is connected to the second input, multiply I, whose output is connected to the second input of the first adder, the output of the clock isolator is connected to the combined clock inputs of the frequency divider and generator equipment, the address outputs of which are connected to the inputs of the channel distributor, characterized in that the number of cells of the shift register is equal to the number of characters of the codeword (n , k) a linear block code used in the digital transmission control channel, and a second threshold device, a fifth AND element and a second adder, the inputs of which are additionally introduced connected to n outputs of the shift register, a (nk) outputs connected to the inputs of the second threshold device, the output of which is connected to the second input of the fifth element And, the first input of which is connected to the output of the decoder, and the output is connected to the combined first inputs of the first, second, third elements AND and the first, second elements NO.
RU2009125221/08A 2009-07-01 2009-07-01 Frame synchronisation device RU2450465C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125221/08A RU2450465C2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Frame synchronisation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125221/08A RU2450465C2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Frame synchronisation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009125221A RU2009125221A (en) 2011-01-10
RU2450465C2 true RU2450465C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=44054264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009125221/08A RU2450465C2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Frame synchronisation device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450465C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780048C1 (en) * 2021-12-17 2022-09-19 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5778010A (en) * 1996-06-27 1998-07-07 Fujitsu Ltd. Method and device for correcting packet data error and packet receiver
RU2136111C1 (en) * 1998-06-11 1999-08-27 Войсковая часть 25714 Device for loop synchronization
US5969631A (en) * 1996-06-14 1999-10-19 Temic Telefunken Microelectronic Gmbh Method and control system for the synchronized transmission of digital data
DE10046920A1 (en) * 2000-09-21 2002-04-25 Siemens Ag Method for controlled synchronization with an unstable clock system and corresponding receiving unit
RU2239953C2 (en) * 2002-11-26 2004-11-10 Ульяновский государственный технический университет Frame alignment device
RU2284665C1 (en) * 2005-04-12 2006-09-27 Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" (ФНПЦ ОАО "НПО "Марс") Device for cyclic synchronization
RU2342796C1 (en) * 2007-04-02 2008-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code cyclic sync

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969631A (en) * 1996-06-14 1999-10-19 Temic Telefunken Microelectronic Gmbh Method and control system for the synchronized transmission of digital data
US5778010A (en) * 1996-06-27 1998-07-07 Fujitsu Ltd. Method and device for correcting packet data error and packet receiver
RU2136111C1 (en) * 1998-06-11 1999-08-27 Войсковая часть 25714 Device for loop synchronization
DE10046920A1 (en) * 2000-09-21 2002-04-25 Siemens Ag Method for controlled synchronization with an unstable clock system and corresponding receiving unit
RU2239953C2 (en) * 2002-11-26 2004-11-10 Ульяновский государственный технический университет Frame alignment device
RU2284665C1 (en) * 2005-04-12 2006-09-27 Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" (ФНПЦ ОАО "НПО "Марс") Device for cyclic synchronization
RU2342796C1 (en) * 2007-04-02 2008-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" Method of code cyclic sync

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕВИН Л.С., ПЛОТКИН М.А. Цифровые системы передачи информации. - М.: Радио и связь, с.102, 103, рис.4.4. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780048C1 (en) * 2021-12-17 2022-09-19 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009125221A (en) 2011-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11171741B2 (en) Polar code transmission method and apparatus
CN109936393B (en) Synchronization method and device suitable for extremely low receiving rate
US3963869A (en) Parity framing of pulse systems
US9471416B2 (en) Partitioned error code computation
JPS61502089A (en) Fault detection device for digital conference system
RU2450465C2 (en) Frame synchronisation device
US4103286A (en) Digital binary group call circuitry arrangement
RU2383104C2 (en) Code cycle phasing device
RU2450464C1 (en) Code frame synchronisation apparatus with integrated soft and hard decisions
US3646445A (en) Adaptive extremal coding of analog signals
JPS6362137B2 (en)
Engelberg et al. Reliable communications across parallel asynchronous channels with arbitrary skews
US5280484A (en) Time-division multiplex communication system with a synchronizing circuit at the receiving end which responds to the coding of words inserted in the transmitted information
RU2560820C2 (en) Data transfer process
RU2110897C1 (en) Stochastic compression device with channel time-share
JP2555213B2 (en) Time division multiplex communication system having a receiving end synchronization circuit responsive to encoding of a word inserted in transmission information
US7233636B2 (en) Technique for oversampling to reduce jitter
RU2621181C1 (en) Cycle synchronization method with dynamic addressing recipient
Anfalov et al. Comparative analysis of coding effectiveness in telecommunication systems with ARQ
RU2284665C1 (en) Device for cyclic synchronization
RU2792591C1 (en) Method of synchronization of transmitted messages
RU2747623C1 (en) Method of code frame synchronisation for reed-solomon and bose-chaudhuri-hocquenghem [rs(32,16,17), bch(31,16,7)] concatenated code in simultaneous application of hard and soft solutions
CN102751994A (en) Short code length block code decoder device based on two finite group symbols
SU866766A1 (en) Device for protecting from errors with solving feedback
RU2560102C2 (en) Device for decoding discrete signals propagating in multibeam channel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120308