RU2780048C1 - Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup - Google Patents
Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780048C1 RU2780048C1 RU2021137744A RU2021137744A RU2780048C1 RU 2780048 C1 RU2780048 C1 RU 2780048C1 RU 2021137744 A RU2021137744 A RU 2021137744A RU 2021137744 A RU2021137744 A RU 2021137744A RU 2780048 C1 RU2780048 C1 RU 2780048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- sync
- output
- symbols
- block
- Prior art date
Links
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 69
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 97
- 241001442055 Vipera berus Species 0.000 claims description 70
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 32
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 15
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в приемных устройствах синхронизации по циклам систем передачи дискретных сообщений.The invention relates to telecommunications and can be used in receiving devices for synchronization in cycles of discrete message transmission systems.
В работе [1] на основе критерия максимума апостериорной вероятности получено аналитическое выражение, описывающее оптимальный алгоритм поиска фазы циклового синхросигнала (ЦС) или временного положения ЦС среди информационных символов двоичного потока. В отличии от подобных выражений, полученных в работах [2] и [3], здесь учитывается зависимость необходимой длительности Q интервала анализа принимаемой двоичной последовательности при поиске ЦС, измеряемой в цикловых интервалах (НИ), от параметров ЦС (М, N), отношения апостериорных вероятностей альтернативных гипотез (К) правильного и ложного обнаружения ЦС, определяющего вероятность правильного обнаружения ЦС, вероятности правильного приема синхросимвола (Рп), а также вероятности появления ложного синхросимвола (Рл) на информационной позиции цикла.In [1], based on the criterion for the maximum a posteriori probability, an analytical expression was obtained that describes the optimal algorithm for searching for the phase of the cyclic synchronization signal (CS) or the temporal position of the CS among the information symbols of a binary stream. In contrast to similar expressions obtained in [2] and [3], here we take into account the dependence of the required duration Q of the analysis interval of the received binary sequence when searching for a DS, measured in cyclic intervals (CI), on the parameters of the DS (M, N), the ratio a posteriori probabilities of alternative hypotheses (K) of correct and false detection of the CS, which determines the probability of correct detection of the CS, the probability of correct reception of the sync symbol (P p ), as well as the probability of the appearance of a false sync symbol (P l ) at the information position of the cycle.
В работе [4] определен минимальный объем анализируемых данных двоичной последовательности Qmin ЦИ при оптимальном алгоритме поиска ЦС, меньше которого не может приниматься решение о временном положении ЦС. При этом определен необходимый объем анализируемых данных (отрезок двоичной последовательности длительностью Q ЦИ), по окончании которого можно принимать решение о временном положении ЦС - фазы ЦС, с требуемой вероятностью правильного обнаружения ЦС, определяемой величиной К. Таким образом, оптимальный алгоритм поиска ЦС, полученный в работе [1] при условии выбора длительности интервала анализа Q=f(K,M,N,Pп,Pл) ЦИ, в конце которого принимают решение о временном положении ЦС, и определяемой по полученной в работе [4] формуле, сокращенно можно записать в видеThe work [4] defines the minimum amount of analyzed data of the binary sequence Q min CI for the optimal algorithm for searching for the CS, less than which a decision on the temporal position of the CS cannot be made. At the same time, the required amount of analyzed data (a segment of a binary sequence with a duration of Q CI) is determined, after which it is possible to make a decision about the temporal position of the DS - phase of the DS, with the required probability of correct detection of the DS, determined by the value of K. Thus, the optimal DS search algorithm obtained in [1] under the condition of choosing the duration of the analysis interval Q=f(K,M,N,P p ,P l ) CI, at the end of which a decision is made about the temporary position of the CS, and determined by the formula obtained in [4], can be abbreviated as
где символ] [означает округление до ближайшего целого числа.where the symbol ] [means rounding to the nearest whole number.
Здесь К=P(H1/Q)/P(H2/Q) - отношение апостериорных вероятностей истинности альтернативных гипотез H1 и Н2, где гипотеза Hi означает, что анализируемая i-ая позиция цикла соответствует фазе ЦС; ni - число зарегистрированных откликов - двоичных символов «1», опознавателя синхросигнала на i-ой позиции цикла в течение длительности Q цикловых интервалов анализа; N - число позиций в цикле или длительность цикла - циклового интервала (НИ), в двоичных символах; М - число синхросимволов в сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппе, регулярное повторение которой через N символов представляет собой ЦС; Рп - вероятность правильного приема синхросимвола (Рп=1-Рос, Рос - вероятность ошибочного приема двоичного символа или вероятность ошибки любого символа принимаемого двоичного сигнала - синхросимвола или информационного символа, кроме того, здесь предполагается, что Рп>0,5); Рл - вероятность появления ложного синхросимвола в группе из М анализируемых опознавателем синхросигнала информационных символов (в большинстве случаев можно считать, что Рл≈0,5); a=(1-РМ л)/(1-РМ п).Here K=P(H 1 /Q)/P(H 2 /Q) is the ratio of a posteriori truth probabilities of the alternative hypotheses H 1 and H 2 , where the hypothesis H i means that the analyzed i-th position of the cycle corresponds to the CS phase; n i - the number of registered responses - binary symbols "1", the identifier of the clock signal at the i-th position of the cycle during the duration of Q cycle intervals of the analysis; N - the number of positions in the cycle or the duration of the cycle - the cyclic interval (NI), in binary symbols; M is the number of sync symbols in a sync group concentrated or distributed over a cycle, the regular repetition of which through N symbols is a CS; P p - the probability of correct reception of the sync symbol (P p =1-P OS , P OS - the probability of erroneous reception of a binary symbol or the probability of error of any symbol of the received binary signal - a sync symbol or an information symbol, in addition, it is assumed here that P p >0, 5); R l - the probability of a false sync symbol in a group of M information symbols analyzed by the sync signal identifier (in most cases, we can assume that R l ≈0.5); a=(1-P M l )/(1-P M p ).
Согласно полученному в работах [1] и [4] оптимальному алгоритму (1*) поиска ЦС принимаемую двоичную последовательность, содержащую цикловой синхросигнал в виде сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппы из М синхросимволов, периодически повторяемой через N двоичных символов, подают на вход опознавателя синхросигнала (дешифратора синхрогруппы), на выходе которого анализируют двоичную последовательность символов, в которой символ «1» - отклик на правильно принятую синхрогруппу или ложную сихрогруппу из М информационных символов двоичной последовательности, символ «0» - отклик на искаженную синхрогруппу или ложную искаженную синхрогруппу. При этом на каждой из N позиций цикла (соответствующей отклику опознавателя синхросигнала) производят суммирование символов «1» от цикла к циклу в течение следования Q ЦИ анализа, определяемого формулой алгоритма (1*). По окончании Q ЦИ анализа определяют позицию цикла, на которой накоплено откликов больше, чем на любой другой из N-1 позиций цикла, которую считают позицией синхронизма и которая является истинной позицией синхронизма с заданной вероятностью правильного обнаружения ЦС, определяемой величиной К.According to the optimal algorithm (1*) for searching for a DS obtained in [1] and [4], the received binary sequence containing the cyclic sync signal in the form of a concentrated or cyclically distributed sync group of M sync symbols, periodically repeated after N binary symbols, is fed to the input of the sync signal identifier (sync group decoder), at the output of which a binary sequence of symbols is analyzed, in which the symbol "1" is a response to a correctly received sync group or a false sync group of M information symbols of the binary sequence, the symbol "0" is a response to a distorted sync group or a false distorted sync group. At the same time, at each of the N positions of the cycle (corresponding to the response of the sync signal identifier), the symbols “1” are summed from cycle to cycle during the Q CI of the analysis, determined by the formula of the algorithm (1*). At the end of the Q DI analysis, the cycle position is determined, at which there are more responses than any other of the N-1 cycle positions, which is considered the synchronism position and which is the true synchronism position with a given probability of correct detection of the CS, determined by the value of K.
Данный алгоритм поиска фазы ЦС можно выполнить различными способами, реализуемых соответствующими устройствами цикловой синхроизации, отличающихся друг от друга степенью соответствия оптимальному алгоритму поиска ЦС. Например, вариант структурой схемы устройства цикловой синхронизации, реализующий один из способов поиска фазы ЦС в соответствии с оптимальным алгоритмом поиска ЦС (1*) при работе в прогнозируемых условиях связи, приведен в [1], который можно изложить в следующем виде.This DS phase search algorithm can be performed in various ways, implemented by the corresponding frame synchronization devices, differing from each other in the degree of compliance with the optimal DS search algorithm. For example, a variant of the circuit structure of a frame synchronization device that implements one of the methods for searching for the DS phase in accordance with the optimal DS search algorithm (1*) when operating under predictable communication conditions is given in [1], which can be stated as follows.
Способ цикловой синхронизации, в соответствии с которым двоичную последовательность, содержащую цикловой синхросигнал в виде сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппы из М синхросимволов, периодически повторяемую через N двоичных символов, подают на информационный вход дешифратора синхрогруппы, с выхода которого последовательность откликов - двоичная последовательность символов «1» и «0», подают на первые входы N элементов И, на вторые входы которых с распределителя импульсов, тактовый вход которого объединен с соответствующими входами дешифратора синхрогруппы и счетчика циклов, подают задержанные друг относительно друга на один тактовый интервал соответствующие последовательности цикловых импульсов, при этом формируемые на выходах элементов И последовательности Q1,…,QN одиночных символов «1» подают в блок N счетчиков для подсчета в каждой последовательности количества одиночных символов «1», при этом по окончании счета Q циклов счетчиком циклов на его выходе формируют импульс, с помощью которого результат счета в двоичном коде каждого счетчика блока N счетчиков записывают в решающий узел, в котором производят выбора номера того счетчика в котором накоплено символов «1» больше, чем в любой другом счетчике блока N счетчиков и формируют управляющий сигнал для коммутатора, который обеспечивает подключение на его выход соответствующей последовательности цикловых импульсов, являющейся последовательностью синхронизма, после чего счетчик циклов и все счетчики блока N счетчиков обнуляют и процедуру поиска ЦС повторяют.The method of framing, according to which a binary sequence containing a frame sync signal in the form of a sync group of M sync symbols concentrated or distributed over a cycle, periodically repeated after N binary symbols, is fed to the information input of the sync group decoder, from the output of which the response sequence is a binary sequence of symbols "1" and "0" are fed to the first inputs of N elements And, to the second inputs of which from the pulse distributor, the clock input of which is combined with the corresponding inputs of the sync group decoder and the cycle counter, the corresponding sequences of cyclic pulses delayed relative to each other by one clock interval are fed, at the same time, the sequences Q 1 ,…,Q N of single symbols “1” generated at the outputs of the elements AND are fed to the block N counters to count the number of single symbols “1” in each sequence, while at the end of counting Q cycles by the counter of cycles at its output, I form t pulse, with which the result of counting in binary code of each counter of the block of N counters is written to the decisive node, in which the number of the counter is selected in which the symbols "1" are accumulated more than in any other counter of the block of N counters and a control signal is generated for switch, which provides connection to its output of the corresponding sequence of cyclic pulses, which is a sequence of synchronism, after which the cycle counter and all counters of the block N counters are reset and the DS search procedure is repeated.
Недостатками такого способа поиска ЦС, соответствующего оптимальному алгоритму (1*) поиска ЦС при прогнозируемых условиях связи является:The disadvantages of this method of searching for a DS corresponding to the optimal algorithm (1*) for searching for a DS under predictable communication conditions are:
1. При поиске временного положения ЦС в качестве первичного источника синхроинформации используют отклики дешифратора синхрогруппы, который часто называют опознавателем синхросигнала. В соответствии оптимальным алгоритмом поиска ЦС такие отклики на каждой позиции цикла (соответствующие позициям цикла) суммируют от цикла к циклу для дальнейшего выбора позиции синхронизма. Однако такой дешифратор синхрогруппы реагирует на истинную или ложную синхрогруппу (выдает на его выходе отклик - символ «1») только тогда, когда все М синхросимволов синхрогруппы приняты правильно или происходит ложный набор М информационых символов подобных синхросимволам сихрогруппы, и не реагирует (на выходе - символ «0»), когда хотя бы один синхросимвол истинной синхрогруппы искажен (принят ошибочно) или, когда набор ложной синхрогруппы из информационных символов не происходит, т.е. дешифратор сихрогруппы реагирует на совокупную синхроинформацию от всех М правильно принятых синхросимволов и не учитывает синхроинформацию, содержащуюся в каждом из М синхросимволов синхрогруппы. Однако неполное использование синхроинформации, содержащейся в каждом синхросимволе, приводит к увеличению времени накопления требуемого количества синхроинформации для принятия решения о выборе позиции синхронизма, а соответственно и к увеличению времени поиска ЦС, особенно при плохих условиях связи. Поэтому для сокращения времени поиска ЦС целесообразно накапливать от цикла к циклу на каждой позиции цикла не количество откликов дешифратора синхрогруппы на правильно принятые синхрогруппы и ложные синхрогруппы, а количество символов подобных синхросимволам синхрогруппы на каждой позиции цикла[5].1. When searching for the temporal position of the DS, the responses of the sync group decoder, which is often called the sync signal identifier, are used as the primary source of synchronization information. In accordance with the optimal DS search algorithm, such responses at each cycle position (corresponding to cycle positions) are summarized from cycle to cycle for further selection of the synchronism position. However, such a sync group decoder reacts to a true or false sync group (it gives a response - the symbol "1" at its output) only when all M sync symbols of the sync group are received correctly or a false set of M information symbols similar to the sync symbols of the sync group occurs, and does not respond (at the output - symbol "0"), when at least one sync symbol of the true sync group is distorted (accepted by mistake) or when the collection of a false sync group from information symbols does not occur, i.e. the sync group decoder responds to the total sync information from all M correctly received sync symbols and does not take into account the sync information contained in each of the M sync symbols of the sync group. However, the incomplete use of the synchronization information contained in each synchronization symbol leads to an increase in the accumulation time of the required amount of synchronization information to make a decision on the choice of the synchronism position, and, accordingly, to an increase in the DS search time, especially under poor communication conditions. Therefore, in order to reduce the DS search time, it is advisable to accumulate from cycle to cycle at each position of the cycle not the number of responses of the sync group decoder to correctly received sync groups and false sync groups, but the number of symbols similar to the sync symbols of the sync group at each position of the cycle [5].
2. Недостатком такого способа является и то, что он предназначен для работы в канале с постоянными параметрами, когда длительность интервала анализа Q можно заранее определить с учетом прогнозируемых условий связи. При работе в канале с замираниями сигнала такой способ поиска ЦС будет приводить к увеличению вероятности ложного обнаружения ЦС при плохих условиях связи и к увеличению времени поиска ЦС при улучшении условий связи.2. The disadvantage of this method is that it is designed to operate in a channel with constant parameters, when the duration of the analysis interval Q can be determined in advance, taking into account the predicted communication conditions. When operating in a channel with signal fading, this method of searching for a CS will lead to an increase in the probability of false detection of a CS under poor communication conditions and to an increase in the search time for a CS when communication conditions improve.
Из известных способов цикловой синхронизации наиболее близким по сущности решаемых задач в соответствии с оптимальным алгоритмом поиска ЦС (1*) и большинству совпадающих существенных признаков является способ цикловой синхронизации для сигналов с сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппой при работе в канале с переменными параметрами, в соответствии с которым двоичная последовательность, содержащая цикловой синхросигнал в виде сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппы, подают на информационный вход опознавателя синхросигнала, выходной сигнал которого с одноразрядного выхода одновременно подают на первый вход элемента запрета, последовательно соединенного со счетчиком искаженных синхросимволов и блоком выбора порога, и на вход младшего разряда первого входа сумматора, выходной сигнал которого в параллельном n-разрядном двоичном коде подают на сигнальный вход блока регистров сдвига, основной и дополнительный выходы которого подключают соответственно к второму входу сумматора и сигнальному входу решающего узла, тактовый вход которого объединяют с соответствующими входами опознавателя синхросигнала, блока регистров сдвига и формирователя цикловых импульсов, при этом блок регистров сдвига включает в себя n N-разрядных регистров сдвига, у которых раздельно объединяют тактовые входы и входы сброса, которые являются соответственно тактовым входом и входом сброса блока регистров сдвига, а входные и выходные разряды, а также выходы входных разрядов всех n N-разрядных регистров сдвига блока регистров сдвига являются соответственно сигнальным входом, выходом и дополнительным выходом блока регистров сдвига, причем при поступлении каждого тактового импульса на тактовый вход блока регистров сдвига во входные разряды n N-разрядных регистров сдвига этого блока перезаписывают с выхода сумматора в параллельном n-разрядном двоичном коде, результат суммирования символов «1» на соответствующей одной из N позиций цикла с соответствующим порядковым номером i=1,2,…,N, кроме того, последовательность цикловых импульсов с выхода формирователя цикловых импульсов одновременно подают на второй вход элемента запрета и вход счетчика циклов, с помощью которого производят счет S цикловых импульсов после чего импульсный сигнал с его выхода одновременно подают на вход управления блока выбора порога и вход сброса счетчика искаженных синхросигналов, с помощью которого за S циклов подсчитывают количество D одиночных символов «1» с выхода элемента запрета, соответствующих искаженным синхрогруппам, в виде двоичного числа в параллельном коде, которое с выхода счетчика искаженных синхросигналов перезаписывают в блок выбора порога, а счетчики обнуляют для подсчета следующего количества искаженных синхросимволов в течение следующих S циклов, при этом в блоке выбора порога на основе текущей оценки вероятности ошибки синхросимвола в виде Рoc≈D/S, величина которой находится в пределах соответствующего одного из Z интервалов допустимых значений величины Рос, формируют соответствующее пороговое число Gz в параллельном двоичном коде с соответствующим порядковым номером градации порогового числа z=1,2,…,Z, которое с выходе блока выбора порога подают на управляющий вход решающего узла, сигнальным входом которого является первый вход блока вычитания, объединенный с первым входом первого блока сравнения и входом данных блока памяти, выход которого объединен с вторыми входами блока вычитания и первого блока сравнения, в котором производят сравнение двух чисел на его входах при этом, если в соответствующем тактовом интервале число на первом входе первого блока сравнения превышает число на втором его входе, то на выходе первого блока сравнения формируется импульсный сигнал, который подают на вход управления блока памяти, обеспечивая перезапись в него наибольшего числа, поступающего на его вход данных и первые входы первого блока сравнения и блока вычитания, с выхода которого двоичные числа, следующие с частотой тактовых импульсов и соответствующие разности чисел между наибольшим числом с выхода блока памяти и каждым числом, поступающим на первый вход блока вычитания, подают на первый вход второго блока сравнения, в котором двоичные числа, соответствующие разности чисел, сравнивают с пороговым числом, поступающим на второй его вход, являющимся управляющим входом решающего узла, при этом логический уровень с выхода второго блока сравнения подают на вход сброса счетчика сравнения, тактовый вход которого является тактовым входом решающего узла, при этом, если на одной из N позиций цикла результат суммирования символов «1» превысит результат суммирования символов «1» на любой другой позиции цикла не менее чем на пороговое число, то на вход сброса счетчика сравнения подают разрешающий «нулевой» потенциал, и с помощью счетчика сравнения производят счет N-1 тактовых импульсов и на его выходе, являющимся выходом решающего узла, формируют импульсный сигнал синхронизации, который подают на входы сброса блока памяти, блока регистров сдвига и формирователя цикловых импульсов, обнуляя блок памяти блок и регистров сдвига, а также подтверждая или корректируя фазу выходной последовательности цикловых импульсов формирователя цикловых импульсов [6].Of the known methods of framing, the closest in terms of the essence of the tasks to be solved in accordance with the optimal CS search algorithm (1*) and most of the matching essential features is the framing method for signals with a lumped or distributed sync group over a cycle when operating in a channel with variable parameters, in accordance with with which a binary sequence containing a cyclic sync signal in the form of a sync group concentrated or distributed over a cycle is fed to the information input of the sync signal identifier, the output signal of which from a single-bit output is simultaneously fed to the first input of the prohibition element connected in series with the counter of distorted sync symbols and the threshold selection unit, and to the input of the least significant digit of the first input of the adder, the output signal of which in a parallel n-bit binary code is fed to the signal input of the shift register block, the main and additional outputs of which are connected, respectively, to the second at the input of the adder and the signal input of the decisive node, the clock input of which is combined with the corresponding inputs of the sync signal identifier, the shift register block and the cyclic pulse shaper, while the shift register block includes n N-bit shift registers, in which the clock inputs and inputs are separately combined reset, which are respectively the clock input and reset input of the shift register block, and the input and output bits, as well as the outputs of the input bits of all n N-bit shift registers of the shift register block are, respectively, the signal input, output and additional output of the shift register block, and at upon arrival of each clock pulse at the clock input of the block of shift registers, the input bits of n N-bit shift registers of this block are rewritten from the output of the adder in a parallel n-bit binary code, the result of summing the symbols "1" at the corresponding one of the N positions of the cycle with the corresponding serial number i=1 ,2,…,N, in addition, a sequence of cyclic pulses from the output of the cyclic pulse shaper is simultaneously fed to the second input of the prohibition element and the input of the cycle counter, which is used to count S cyclic pulses, after which the pulse signal from its output is simultaneously fed to the control input of the threshold selection block and the reset input of the counter of distorted sync signals, with the help of which, for S cycles, the number D of single symbols "1" is counted from the output of the prohibition element corresponding to distorted sync groups, in the form of a binary number in parallel code, which is rewritten into the block from the output of the counter of distorted sync signals threshold selection, and the counters are reset to count the next number of distorted sync symbols during the next S cycles, while in the threshold selection block, based on the current estimate of the sync symbol error probability in the form of P oc ≈D/S, the value of which is within the corresponding one of the Z intervals admissible values of R os , for the corresponding threshold number G z is stored in a parallel binary code with the corresponding serial number of the threshold number gradation z=1,2,…,Z, which is fed from the output of the threshold selection block to the control input of the decision node, the signal input of which is the first input of the subtraction block, combined with the first input of the first comparison block and the data input of the memory block, the output of which is combined with the second inputs of the subtraction block and the first comparison block, in which two numbers are compared at its inputs, if in the corresponding clock interval the number at the first input of the first comparison block exceeds number at its second input, then a pulse signal is generated at the output of the first comparison block, which is fed to the control input of the memory block, ensuring that it rewrites the largest number coming to its data input and the first inputs of the first comparison block and the subtraction block, from the output of which binary numbers following with the frequency of clock pulses and corresponding to ra the difference of numbers between the largest number from the output of the memory block and each number entering the first input of the subtraction block is fed to the first input of the second comparison block, in which the binary numbers corresponding to the difference of numbers are compared with the threshold number supplied to its second input, which is the control the input of the decisive node, while the logic level from the output of the second comparison unit is fed to the reset input of the comparison counter, the clock input of which is the clock input of the decisive node, and if at one of the N positions of the cycle the result of summing the symbols "1" exceeds the result of summing the symbols "1" at any other position of the cycle by at least a threshold number, then an enabling "zero" potential is applied to the reset input of the comparison counter, and using the comparison counter, N-1 clock pulses are counted, and at its output, which is the output of the decisive node, a pulse synchronization signal, which is applied to the reset inputs of the memory block, the shift register block and of the cyclic pulse shaper, resetting the memory block and shift registers, as well as confirming or correcting the phase of the output sequence of cyclic pulses of the cyclic pulse shaper [6].
Следует отметить следующие недостатки этого способа: 1. Не использованы возможности по сокращению времени поиска ЦС или времени вхождения в синхронизм из-за того, что при поиске временного положения ЦС в качестве первичного источника синхроинформации, которая подвергается обработке, используются отклики опознавателя синхросигнала, а не синхроинформация от каждого синхросимвола каждой синхрогруппы [5].The following disadvantages of this method should be noted: 1. The possibilities to reduce the DS search time or the time to acquire synchronism were not used due to the fact that when searching for the DS time position, the responses of the sync signal identifier are used as the primary source of synchronization information that is being processed, and not sync information from each sync symbol of each sync group [5].
При суммировании символов подобных синхросимволам синхрогруппы, как рекомендовано в [5], оптимальный алгоритм поиска ЦС (1*) требует уточнения в части длительности Q интервала анализа в цикловых интервалов для достижения требуемого значения отношения апостериорных вероятностей К=P(H1/Q)/P(H2/Q). С учетом полученных в работе [4] аналитических выражений, сокращенно оптимальный алгоритм поиска ЦС в данном случае можно записать в видеWhen summing symbols similar to the sync symbols of the sync group, as recommended in [5], the optimal CS search algorithm (1*) requires clarification in terms of the duration Q of the analysis interval in cyclic intervals to achieve the required value of the ratio of a posteriori probabilities K=P(H 1 /Q)/ P(H2/ Q ). Taking into account the analytical expressions obtained in [4], the abbreviated optimal CS search algorithm in this case can be written as
где n'i - число символов подобных синхросимволам синхрогруппы на i-й позиции цикла, каждый из которых регистрируют как синхросимвол «1», в течение длительности Q' цикловых интервалов анализа, в течение которых передано MQ' сихросимволов; с=(1-Рл)/(1-Рп).where n' i is the number of sync symbol-like symbols of the sync group at the i-th position of the cycle, each of which is registered as a sync symbol "1", during the duration of Q' analysis frame intervals, during which MQ' of sync symbols are transmitted; c=(1-P l )/(1-P p ).
При работе в соответствии с алгоритмом (2*) с посимвольной обработкой символов подобных синхросимволам синхрогруппы требуется привести в соответствие и способ цикловой синхронизации максимально приближенный к этому алгоритму.When working in accordance with the algorithm (2*) with character-by-character processing of symbols similar to the synchro-symbols of the synchro-group, it is also necessary to bring the method of frame synchronization as close as possible to this algorithm into conformity.
2. Поскольку согласно данному способу все операции проводят с использованием откликов опознавателя синхросигнала, в том числе, оценки вероятности ошибки синхросимвола Рос, (что требуется в соответствии с оптимальным алгоритмом поиска ЦС (1*)), косвенным экспериментальным способом - путем подсчета количества D искаженных синхргрупп за S циклов (S - общее число переданных синхрогрупп) и определения вероятности (частости) ошибки синхрогруппы Росг=D/S. Такой способ оценки величины Рос≈Росг является не точным, особенно при увеличении количества М синхросимволов в синхрогруппе, что приводит к соответствующей погрешности при выборе длительности интервала анализа Qz, определяемого пороговым числом Gz≈f(Pосг), т.е. Qz≈F(Gz)≈F[f(Pосг)] и нарушению работы согласно алгоритму (1*).2. Since, according to this method, all operations are carried out using the responses of the sync signal identifier, including estimating the probability of an error of the sync symbol Р os , (which is required in accordance with the optimal search algorithm for the DS (1 *)), indirect experimental method - by counting the number of D distorted synchrogroups for S cycles (S is the total number of transmitted synchrogroups) and determining the probability (frequency) of an error of the synchrogroup P osg =D/S. This method of estimating the value of Р os ≈Р osg is inaccurate, especially with an increase in the number M of sync symbols in the sync group, which leads to a corresponding error in choosing the duration of the analysis interval Q z determined by the threshold number G z ≈f(P osg ), i.e. . Q z ≈F(G z )≈F[f(P osg )] and disruption of work according to algorithm (1*).
Однако при суммировании символов подобным синхросимволам синхрогруппы и работе в соответствии алгоритмом (2*), появляется возможность более точного определения Рос=D'/MS', где D' - количество искаженных синхросимволов при MS' переданных синхросимволов. При этом расчет длительности Q'z интервала анализа следует производить по другой формуле, соответствующей алгоритму (2*), соответственно и расчет порогового значения G'z=f(Pос) принимает другую величину, которую более точно можно рассчитать, чтобы получить искомую длительность Q'z=F(G'z)=F[f(Poc)] интервала анализа.However, when summing symbols similar to the sync symbols of the sync group and operating in accordance with the algorithm (2*), it becomes possible to more accurately determine P OS =D'/MS', where D' is the number of distorted sync symbols with MS' of the transmitted sync symbols. In this case, the calculation of the duration Q' z of the analysis interval should be performed using a different formula corresponding to the algorithm (2*), respectively, and the calculation of the threshold value G' z =f(P os ) takes a different value, which can be more accurately calculated to obtain the desired duration Q' z =F(G' z )=F[f(P oc )] analysis interval.
3. Поскольку максимальная сумма подсчета откликов опознавателя синхросигнала в параллельном двоичном коде на каждой позиции цикла ограничена разрядностью n параллельных ячеек с идентичными порядковыми номерами разрядов N-разрядных регистров сдвига блока регистров сдвига, то возможны переполнения отдельных n-разрядных чисел, записываемых в параллельные ячейки блока регистров сдвига, что равнозначно обнулению результатов счета откликов в этих ячейках. Такие случаи могут происходить, например, при пропадании сигнала или сравнительно длительном воздействии мощных помех в районе приема сигнала. После восстановления канала связи это может приводить к увеличению времени поиска ЦС, если имел место сбой синхронизма по циклам и увеличению вероятности ложного срабатывания решающего узла.3. Since the maximum sum of counting the responses of the sync signal identifier in a parallel binary code at each position of the cycle is limited by the capacity of n parallel cells with identical ordinal numbers of bits of the N-bit shift registers of the block of shift registers, overflows of individual n-bit numbers written to the parallel cells of the block are possible shift registers, which is equivalent to zeroing the results of counting responses in these cells. Such cases can occur, for example, when there is a signal loss or a relatively long exposure to powerful interference in the signal reception area. After the restoration of the communication channel, this can lead to an increase in the search time for the DS if there was a failure of synchronism in cycles and an increase in the probability of a false operation of the decisive node.
Этот недостаток будет проявляться и при суммировании символов подобных синхросимволам синхрогруппы при работе согласно алгоритму (2*).This disadvantage will also manifest itself when summing symbols similar to the synchro-symbols of the synchro-group when working according to the algorithm (2*).
Задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение - способ цикловой синхронизации при приеме сигналов с сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппой, являются:The tasks to be solved by the present invention - a method of framing when receiving signals with a concentrated or distributed sync group over the cycle, are:
1. Уменьшение времени поиска ЦС или времени восстановления синхронизма по циклам путем суммирования на каждой позиции цикла не откликов опознавателя синхросигнала, а суммирование всех символов подобных синхросимволам синхрогруппы, используя полную синхроинформацию о каждом синхросимволе синхрогруппы истинным и ложным. При этом поиск временного положения ЦС должен производиться способом, соответствующим оптимальному алгоритму (2*), в соответствии с которым будет достигаться сокращение времени поиска ЦС по отношению с алгоритмом (1*), без ухудшения вероятности ложного обнаружения ЦС.1. Reducing the search time for the DS or the recovery time of synchronism by cycles by summing at each position of the cycle not the responses of the sync signal identifier, but the summation of all symbols similar to the sync symbols of the sync group, using the full sync information about each sync symbol of the sync group, true and false. At the same time, the search for the temporary position of the CS should be carried out in a manner corresponding to the optimal algorithm (2*), in accordance with which a reduction in the search time for the CS in relation to the algorithm (1*) will be achieved without worsening the probability of false detection of the CS.
2. Повышение точности оценки вероятности ошибки синхросимвола Рос экспериментальным способом путем подсчета не количества D искаженных откликов опознавателя синхросигнала в течение S циклов, а количества D' искаженных синхросимволов синхрогрупп в течение S' циклов. В результате более точно можно оценить экспериментальным способом вероятность ошибки синхросимвола по формуле Рос=D'/MS', как требуется при оптимальном алгоритме поиска ЦС (1*) или (2*), а соответственно и выбирать пороговые числа на основе более точного расчета интервала анализа для работы в канале с переменными параметрами связи с обеспечением требуемой помехоустойчивости и исключения ложных обнаружений ЦС в интервалах времени между соседними сбоями синхронизма по циклам.2. Increasing the accuracy of estimating the probability of error of the sync symbol P os experimentally by counting not the number D of distorted responses of the sync signal identifier during S cycles, but the number D' of distorted sync symbols of sync groups during S' cycles. As a result, it is possible to more accurately estimate the probability of a sync symbol error by the formula Р os =D'/MS', as required by the optimal CS search algorithm (1*) or (2*), and, accordingly, choose threshold numbers based on a more accurate calculation analysis interval for operation in a channel with variable communication parameters with the required noise immunity and elimination of false DS detections in the time intervals between adjacent synchronism failures in cycles.
3. Уменьшение времени поиска ЦС, если имел место сбой синхронизма по циклам, и уменьшение вероятности ложного срабатывания решающего узла после восстановления канала связи при пропадании сигнала или сравнительно длительном воздействии мощных помех в районе приема сигнала за счет обнуления блока памяти решающего узла и блока регистров сдвига при достижении любого результата суммирования на любой из N позиций цикла допустимого значения.3. Reduction of the DS search time if there was a failure of synchronism in cycles, and a decrease in the probability of a false operation of the decisive node after the restoration of the communication channel in the event of a signal loss or relatively long exposure to powerful interference in the signal reception area by resetting the memory block of the decisive node and the block of shift registers upon reaching any summation result at any of the N positions of the cycle of a valid value.
Решение поставленных задач достигается тем, что в известном способе цикловой синхронизации для сигналов с сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппой, в соответствии с которым двоичную последовательность, содержащую цикловой синхросигнал в виде сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппы, подают на информационный вход опознавателя синхросигнала, выходной сигнал которого с одноразрядного выхода с порядковым номером r=1 подают на вход младшего разряда с порядковым номером r=1 первого входа сумматора, выходной сигнал которого в параллельном n-разрядном двоичном коде подают на сигнальный вход блока регистров сдвига, основной и дополнительный выходы которого подключают соответственно к второму входу сумматора и сигнальному входу решающего узла, тактовый вход которого объединяют с соответствующими входами опознавателя синхросигнала, блока регистров сдвига и формирователя цикловых импульсов, при этом блок регистров сдвига включает в себя n N-разрядных регистров сдвига, у которых раздельно объединяют тактовые входы и входы сброса, которые являются соответственно тактовым входом и входом сброса блока регистров сдвига, а входные и выходные разряды, а также выходы входных разрядов всех n N-разрядных регистров сдвига блока регистров сдвига являются соответственно сигнальным входом, выходом и дополнительным выходом блока регистров сдвига, причем при поступлении каждого тактового импульса на тактовый вход блока регистров сдвига во входные разряды n N-разрядных регистров сдвига этого блока перезаписывают с выхода сумматора в параллельном n-разрядном двоичном коде, результат суммирования символов «1» на соответствующей одной из N позиций цикла с соответствующим порядковым номером i=1, 2,…, N, кроме того, результаты суммирования символов на каждой из N позиций цикла с дополнительного выхода блока регистров сдвига подают последовательно во времени с частотой следования тактовых импульсов на сигнальный вход решающего узла, сигнальным входом которого является первый вход блока вычитания, объединенный с первым входом первого блока сравнения и входом данных блока памяти, выход которого объединен с вторыми входами блока вычитания и первого блока сравнения, в котором производят сравнение двух чисел на его входах при этом, если в соответствующем тактовом интервале число на первом входе первого блока сравнения превышает число на втором его входе, то на выходе первого блока сравнения формируется импульсный сигнал, который подают на вход управления блока памяти, обеспечивая перезапись в него наибольшего числа, поступающего на его вход данных и первые входы первого блока сравнения и блока вычитания, с выхода которого двоичные числа, следующие с частотой тактовых импульсов и соответствующие разности чисел между наибольшим числом с выхода блока памяти и каждым числом, поступающим на первый вход блока вычитания, подают на первый вход второго блока сравнения, в котором двоичные числа, соответствущие разности чисел, сравнивают с пороговым числом, поступающим на второй его вход, являющимся управляющим входом решающего узла, с выхода блока выбора порога, при этом логический уровень с выхода второго блока сравнения подают на вход сброса счетчика сравнения, тактовый вход которого является тактовым входом решающего узла, при этом, если на одной из N позиций цикла результат суммирования символов «1» превысит результат суммирования символов «1» на любой другой позиции цикла не менее чем на пороговое число, то на вход сброса счетчика сравнения подают разрешающий «нулевой» потенциал, и с помощью счетчика сравнения производят счет N-1 тактовых импульсов и на его выходе, являющимся выходом решающего узла, формируется импульсный сигнал синхронизации, который подают на вход сброса блока формирователя цикловых импульсов, подтверждая или корректируя фазу выходной последовательности цикловых импульсов с выхода формирователя цикловых импульсов, которую подают на вход счетчика циклов и на первый вход элемента запрета с порядковым номером m=1, дополнительно вводят R-1 одноразрядных выходов опознавателя синхросигнала с порядковыми номерами r=2, 3…, R, и М-1 элементов запрета с порядковыми номерами m=2, 3,…, М, где R - минимально необходимое число одноразрядных выходов или число разрядов R-разрядного выхода опознавателя синхросигнала, которое выбирают из условия R=]log2M[, где][ - округление до ближайшего наибольшего целого числа, М - число синхросимволов в сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппе двоичного сигнала на информационном входе опознавателя синхросигнала, следующих во времени друг за другом с условными порядковыми номерами m=1, 2, …, М, и длительностью цикла или периодом повторения синхрогрупп среди информационных символов равным Тц=N двоичных символов, причем дополнительные разрядные выходы опознавателя синхросигнала с порядковыми номерами r=2, 3, …, R подключают к соответствующим разрядным входам с таким же порядковыми номерами r=2, 3, …, R первого входа сумматора, первые входы М-1 элементов запрета с порядковыми номерами m=2, 3, …, М объединяют и подключают дополнительно к первому входу элемента запрета с порядковым номером m=1, а вторые входы М элементов запрета с порядковыми номерами m=1, 2, …, М подключают к соответствующим дополнительным выходам опознавателя синхросигнала с такими же порядковыми номерами m=1, 2, …, М, кроме того, дополнительно вводят сумматор искаженных синхросимволов синхрогруппы, накапливающий сумматор, второй блок памяти, первый элемент задержки, второй элемент задержки, дешифратор переполнения и элемент ИЛИ.The solution of the tasks is achieved by the fact that in the known method of framing for signals with a lumped or sync group distributed over a cycle, according to which a binary sequence containing a cyclic sync signal in the form of a sync group concentrated or distributed over a cycle is fed to the information input of the sync signal identifier, the output signal which is fed from a single-bit output with a serial number r=1 to the input of the least significant bit with a serial number r=1 of the first input of the adder, the output signal of which in a parallel n-bit binary code is fed to the signal input of the shift register block, the main and additional outputs of which are connected respectively to the second input of the adder and the signal input of the decisive node, the clock input of which is combined with the corresponding inputs of the clock signal identifier, the shift register block and the cyclic pulse shaper, while the shift register block includes n N-bit shift registers ha, in which the clock inputs and reset inputs are separately combined, which are respectively the clock input and the reset input of the shift register block, and the input and output bits, as well as the outputs of the input bits of all n N-bit shift registers of the shift register block are, respectively, the signal input, output and additional output of the block of shift registers, and when each clock pulse arrives at the clock input of the block of shift registers, the input bits of n N-bit shift registers of this block are overwritten from the output of the adder in a parallel n-bit binary code, the result of summing the symbols "1" on corresponding to one of the N positions of the cycle with the corresponding serial number i=1, 2, ..., N, in addition, the results of the summation of symbols at each of the N positions of the cycle from the additional output of the shift register block are fed sequentially in time with the frequency of the clock pulses to the signal input decision node, the signal input of which is the first input of the subtraction unit, combined with the first input of the first comparison unit and the data input of the memory unit, the output of which is combined with the second inputs of the subtraction unit and the first comparison unit, in which two numbers are compared at its inputs, if in the corresponding clock interval the number is the first input of the first comparison block exceeds the number at its second input, then a pulse signal is generated at the output of the first comparison block, which is fed to the control input of the memory block, ensuring that it rewrites the largest number coming to its data input and the first inputs of the first comparison block and the block subtraction, from the output of which binary numbers following with the frequency of clock pulses and the corresponding difference of numbers between the largest number from the output of the memory block and each number entering the first input of the subtraction block are fed to the first input of the second comparison block, in which the binary numbers corresponding to the difference numbers are compared with a threshold number, the to its second input, which is the control input of the decisive node, from the output of the threshold selection block, while the logic level from the output of the second comparison block is fed to the reset input of the comparison counter, the clock input of which is the clock input of the decisive node, while, if on one of N positions of the cycle, the result of the summation of the symbols "1" will exceed the result of the summation of the symbols "1" at any other position of the cycle by at least a threshold number, then an enabling "zero" potential is applied to the reset input of the comparison counter, and using the comparison counter, count N- 1 clock pulses and at its output, which is the output of the decisive node, a synchronization pulse signal is generated, which is fed to the reset input of the cyclic pulse shaper block, confirming or correcting the phase of the output sequence of cyclic pulses from the output of the cyclic pulse shaper, which is fed to the input of the cycle counter and to the first entry of the prohibition element with the sequence number m=1, complement R-1 single-bit outputs of the sync signal identifier with serial numbers r=2, 3…, R, and M-1 prohibition elements with serial numbers m=2, 3,…, M, where R is the minimum required number of single-digit outputs or the number digits of the R-bit output of the sync signal identifier, which is selected from the condition R=]log 2 M[, where][ is rounding to the nearest largest integer, M is the number of sync symbols in the binary signal sync group concentrated or distributed over the cycle at the information input of the sync signal identifier, consecutive in time with conditional serial numbers m=1, 2, ..., M, and the cycle duration or repetition period of synchrogroups among information symbols equal to Tc=N binary symbols, moreover, additional bit outputs of the sync signal identifier with serial numbers r=2, 3, ..., R are connected to the corresponding bit inputs with the same serial numbers r=2, 3, ..., R of the first input of the adder, the first inputs M-1 of the prohibition elements from to serial numbers m=2, 3, ..., M are combined and connected additionally to the first input of the prohibition element with serial number m=1, and the second inputs of M prohibition elements with serial numbers m=1, 2, ..., M are connected to the corresponding additional outputs sync signal identifier with the same serial numbers m=1, 2, ..., M, in addition, an adder of distorted sync symbols of the sync group, an accumulating adder, a second memory block, a first delay element, a second delay element, an overflow decoder and an OR element are additionally introduced.
В режиме синхронизма по циклам каждый цикловой импульс с выхода формирователя цикловых импульсов должен совпадать во времени с соответствующими М синхросимволами каждой преобразованной синхрогруппы, поступающих одновременно с М дополнительных выходов опознавателя синхросигнала с порядковыми номерами m=1,2,…,М, при этом, если во входном двоичном сигнале нет искаженных сихросимволов синхрогрупп, то во время действия каждого циклового импульса на первых входах М элементов запрета, на вторые входы этих элементов запрета одновременно подают М синхросимволов «1» с соответствующих М дополнительных выходов опознавателя синхросигнала, а с выходов М элементов запрета на соответствующие одноразрядные входы сумматора искаженных синхросимволов синхрогруппы подают М символов «0», что означает, что ошибок синхросимволов синхрогруппы нет, соответственно на выходе этого сумматора формируют в двоичном коде «нулевое» число, в противоположном случае, когда во входном двоичном сигнале все М сихросимволов каждой синхрогруппы искажены, то во время действия каждого циклового импульса на первых входах М элементов запрета, на вторые входы этих элементов запрета одновременно подают М синхросимволов «0» с соответствующих М дополнительных выходов опознавателя синхросигнала, а с выходов М элементов запрета подают на соответствующие одноразрядные входы сумматора искаженных синхросимволов синхрогруп синхросимволы «1», что означает, что все синхросимволы синхрогруппы искажены, соответственно на выходе этого сумматора результат суммирования символов «1» на его входах представляют, в данном случае, в виде числа М в параллельном двоичном коде, которое подают синхронно с соответствующим цикловых импульсом формирователя цикловых импульсов на сигнальный вход накапливающего сумматора, с помощью которого производят суммирование искаженных синхросимволов синхрогрупп от цикла к циклу в течение S' циклов, подсчитываемых счетчиком циклов, по окончании которых на его выходе формируется импульс, который подают на управляющий вход второго блока памяти, обеспечивая перезапись и запоминание нового результата счета D' искаженных синхросимволов с выхода накапливающего сумматора, подключенного к входу данных второго блока памяти, кроме того, импульс с выхода счетчика циклов подают через первый элемент задержки на вход сброса накапливающего сумматора, обнуляя его содержимое, и счет искаженных синхросимволов синхрогрупп накапливающим сумматором, на вход синхронизации которого подают цикловые импульсы с выхода формирователя цикловых импульсов через второй элемент задержки, повторяют в течение следующих S' циклов, при этом записываемый во второй блок памяти текущий результат счета искаженных синхросимволов в течение каждых S' циклов, подают на сигнальный вход блока выбора порога, в котором по измеренной величине оценки вероятности ошибки синхросимвола Рос=D'/MS', величина которой находится в пределах соответствующего одного из Z интервалов допустимых значений величины Рос, формируют соответствующее пороговое число G'z в параллельном двоичном коде с соответствующим порядковым номером градации порогового числа z=1,2,…,Z, которое с выходе блока выбора порога подают на управляющий вход решающего узла в котором для исключения переполнения каких либо разрядов N-разрядных регистров сдвига с идентичными порядковыми номерами блока регистров сдвига, к выходу первого блока памяти дополнительно подключают дешифратор переполнения, на выходе которого при записи в первый блок памяти критического двоичного числа А=В-М, где В - максимально возможное n-разрядное двоичное число, формируется перепад напряжения, который подают на вход элемента ИЛИ, на другой вход которого подают импульсный сигнал синхронизации с выхода счетчика сравнения, при этом выход элемента ИЛИ подключают к входу сброса первого блока памяти, являющимся дополнительным выходом решающего узла, и входу сброса блока регистров сдвига, обеспечивая обнуление первого блока памяти и блока регистров сдвига при поступлении любого сигнала на соответствующий вход элемента ИЛИ.In the cycle synchronism mode, each cyclic pulse from the output of the cyclic pulse shaper must coincide in time with the corresponding M sync symbols of each converted sync group, arriving simultaneously with M additional outputs of the sync signal identifier with serial numbers m = 1,2, ..., M, while if there are no distorted sync symbols of sync groups in the input binary signal, then during the action of each cyclic pulse at the first inputs of the M prohibition elements, the second inputs of these prohibition elements are simultaneously fed M sync symbols "1" from the corresponding M additional outputs of the sync signal identifier, and from the outputs of the M prohibition elements the corresponding one-bit inputs of the adder of distorted sync symbols of the sync group are supplied with M symbols "0", which means that there are no errors in the sync symbols of the sync group, respectively, at the output of this adder a "zero" number is formed in the binary code, in the opposite case, when all M sync symbols are in the input binary signal to each sync group is distorted, then during the action of each cyclic pulse at the first inputs of the M prohibition elements, the second inputs of these prohibition elements are simultaneously supplied with M sync symbols "0" from the corresponding M additional outputs of the sync signal identifier, and from the outputs of the M prohibition elements, they are fed to the corresponding single-bit inputs of the adder of distorted sync symbols of the sync group, the sync symbols "1", which means that all the sync symbols of the sync group are distorted, respectively, at the output of this adder, the result of summing the symbols "1" at its inputs is, in this case, in the form of the number M in a parallel binary code, which is fed synchronously with the corresponding cyclic pulse of the cyclic pulse shaper to the signal input of the accumulating adder, with the help of which the distorted sync symbols of sync groups are summed from cycle to cycle during S' cycles counted by the cycle counter, after which a pulse is formed at its output, which is fed to and the control input of the second memory block, providing rewriting and storing a new result of counting D' of distorted sync symbols from the output of the accumulating adder connected to the data input of the second memory block, in addition, a pulse from the output of the cycle counter is fed through the first delay element to the reset input of the accumulating adder, zeroing its contents, and the counting of the distorted sync symbols of the sync groups by the accumulating adder, the synchronization input of which is fed with cyclic pulses from the output of the cyclic pulse shaper through the second delay element, is repeated for the next S' cycles, while the current result of counting the distorted sync symbols in the second memory block is recorded in the second memory block. during each S' cycles, is fed to the signal input of the threshold selection block, in which, according to the measured value of the estimate of the probability of error of the sync symbol P os =D'/MS', the value of which is within the corresponding one of the Z intervals of permissible values of the value of P os , form the corresponding threshold number G' z in a parallel binary code with the corresponding serial number of the threshold number gradation z=1,2,…,Z, which is fed from the output of the threshold selection block to the control input of the decision node in which, in order to avoid overflow of any bits of the N-bit registers shift registers with identical serial numbers of the block of shift registers, an overflow decoder is additionally connected to the output of the first memory block, at the output of which, when the critical binary number A=B-M is written to the first memory block, where B is the maximum possible n-bit binary number, a drop is formed voltage, which is applied to the input of the OR element, the other input of which is supplied with a synchronization pulse signal from the output of the comparison counter, while the output of the OR element is connected to the reset input of the first memory block, which is an additional output of the decisive node, and to the reset input of the shift register block, providing zeroing the first block of memory and the block of shift registers upon receipt of any signal to the corresponding input of the OR element.
В опознавателе синхросигнала для приема двоичного сигнала с сосредоточенной синхрогруппой из М синхросимволов с условными порядковыми номерами m=1,2,…,М и длительностью цикла или периодом повторения синхрогруппы равным Тц=N двоичных символов, используют М-разрядный регистр сдвига, в котором количество разрядов М с порядковыми номерами m=1,2,…,М, соответствующими порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при m=1, к младшему (входному) разряду - при m=М, который является информационным входом опознавателя синхросигнала, тактовым входом которого является тактовый вход М-разрядного регистра сдвига, выходы разрядов которого с порядковыми номерами m=1,2,…,М подключают к соответствующим входам преобразователя синхрогруппы, выходы которого с порядковыми номерами m=1, 2, …, М, являющиеся дополнительными выходами опознавателя синхросигнала с такими же порядковыми номерами m=1, 2, …, М, дополнительно подключают к соответствующим одноразрядным входам сумматора символов подобных синхросимволам синхрогруппы, выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя синхросигнала, состоящего из R одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2, …, R.In the sync signal identifier for receiving a binary signal with a concentrated sync group of M sync symbols with conditional serial numbers m=1,2, ..., M and a cycle time or a sync group repetition period equal to Tc=N binary symbols, an M-bit shift register is used, in which the number bits M with serial numbers m=1,2,…,M, corresponding to the sequence of bits from the senior (output) bit - at m=1, to the junior (input) bit - at m=M, which is the information input of the sync signal identifier, the clock input of which is the clock input of the M-bit shift register, the outputs of the bits with serial numbers m=1,2, ..., M are connected to the corresponding inputs of the sync group converter, the outputs of which with serial numbers m = 1, 2, ..., M, which are additional outputs of the sync signal identifier with the same serial numbers m = 1, 2, ..., M, are additionally connected to the corresponding single-bit inputs of the adder of symbols of similar sync symbols of the sync group, the output of which is an R-bit digital output of the sync signal identifier, consisting of R single-bit outputs with serial numbers r=1, 2, ..., R.
В опознавателе синхросигнала для приема двоичного сигнала с равномерно распределенной по циклу синхрогруппой из М синхросимволов с условными порядковыми номерами m=1, 2, …, М и длительностью цикла или периодом повторения синхрогруппы Тц=N=МТс двоичных символов, где Тс=К-период следования синхросимволов среди информационных символов равный K двоичных символов, используют L-разрядный регистр сдвига, в котором количество L=K(M-1)+1 разрядов с порядковыми номерами соответствующих порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при m=1, к младшему (входному) разряду - при m=L, который является информационным входом опознавателя синхросигнала, тактовым входом которого является тактовый вход L-разрядного регистра сдвига, выходы М разрядов которого с порядковыми номерами при М=3 или (М-1)K+1 при М>3 подключают к соответствующим входам преобразователя синхрогруппы, выходы которого с порядковыми номерами m=1,2,…,М, являющиеся дополнительными выходами опознавателя синхросигнала с такими же порядковыми номерами m=1, 2, …, М, дополнительно подключают к соответствующим одноразрядным входам сумматора символов подобных синхросимволам синхрогруппы, выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя синхросигнала, состоящего из R одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2, …, R.In the sync signal identifier for receiving a binary signal with a sync group of M sync symbols uniformly distributed over the cycle with conditional serial numbers m=1, 2, ..., M and a cycle duration or a repetition period of the sync group T c =N=MT s of binary symbols, where T c = The K-period of the synchronization symbols among the information symbols is equal to K binary symbols, using an L-bit shift register, in which the number of L=K(M-1)+1 bits with serial numbers corresponding to the sequence of bits from the senior (output) bit - at m=1, to the junior (input) bit - at m=L, which is the information input of the sync signal identifier, the clock input of which is the clock input of the L-bit shift register, the outputs of M bits which with serial numbers at M=3 or (M-1)K+1 at M>3 is connected to the corresponding inputs of the sync group converter, the outputs of which with serial numbers m=1,2,…,M, which are additional outputs of the sync signal identifier with the same serial numbers m=1, 2, ..., M, is additionally connected to the corresponding single-bit inputs of the adder of symbols similar to the synchro-symbols of the synchro-group, the output of which is the R-bit digital output of the synchro-signal identifier, consisting of R single-bit outputs with serial numbers r=1, 2, ..., R.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение существенных отличительных признаков составляет новизну и позволяет, как будет показано ниже, решить поставленные задачи.A comparative analysis with the prototype shows that the introduction of significant distinctive features is novelty and allows, as will be shown below, to solve the tasks.
Рассмотрим эффективность предлагаемого изобретения на примере функционирования устройства цикловой синхронизации, схема электрическая структурная которого приведена на фиг. 1 с опознавателем синхросигнала в составе для приема двоичного сигнала с сосредоточенной синхрогруппой при М=3, Тц=N=15. На фиг. 2 г приведена схема электрическая структурная опознавателя синхросигнала для приема двоичного сигнала с распределенной по циклу синхрогруппой при М=3, Тц=N=MTc=15, Тс=К=5. На фиг. 2а,б,в приведены временные диаграммы входных сигналов устройства: а) - тактовых импульсов; б) - сигнала с сосредоточенной синхрогруппой; в) - сигнала с равномерно распределенной по циклу синхрогруппой.Let us consider the effectiveness of the proposed invention on the example of the operation of a frame synchronization device, the electrical structural diagram of which is shown in Fig. 1 with a sync signal identifier in the composition for receiving a binary signal with a lumped sync group at M=3, T c =N=15. In FIG. 2 d shows an electrical structural diagram of the sync signal identifier for receiving a binary signal with a sync group distributed over the cycle at M=3, T c =N=MT c =15, T c =K=5. In FIG. 2a,b,c shows the timing diagrams of the input signals of the device: a) - clock pulses; b) - a signal with a lumped synchrogroup; c) - a signal with a synchrogroup evenly distributed over the cycle.
Устройство цикловой синхронизации для сигнала с сосредоточенной синхрогруппой содержит опознаватель 1 синхросигнала, сумматор 2, блок 3 регистров сдвига, решающий узел 4, формирователь 5 цикловых импульсов, счетчик 6 циклов, М=3 элементов 71,72,73 запрета с порядковым номером m=1,2,3 и блок 8 выбора порога, причем информационным и тактовым входами устройства являются соответственно информационный и тактовый входы опознавателя 1 синхросигнала, R=2 разрядных выходов которого с порядковыми номерами разрядных выходов r=1,2, составляющих R-разрядный выход, подключены к соответствующим разрядным входам с такими же порядковыми номерами разрядных входов первого входа сумматора 2, выход которого подключен к сигнальному входу блока 3 регистров сдвига, основной и дополнительный выходы которого подключены соответственно к второму входу сумматора 2 и сигнальному входу решающего узла 4, тактовый вход которого объединен с соответствующими входами опознавателя 1 синхросигнала, блока 3 регистров сдвига, и формирователя 5 цикловых импульсов.The frame synchronization device for a signal with a lumped sync group contains a
Здесь R=2 - минимально необходимое число одноразрядных выходов или число разрядов R-разрядного выхода опознавателя 1 синхросигнала, количество разрядов которого выбирается из условия R=]log2M[, где][ - округление до ближайшего наибольшего целого числа, М=3 - число синхросимволов в сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппе двоичного сигнала на информационном входе устройства, следующих во времени друг за другом с условными порядковыми номерами m=1,2,3 и длительностью цикла или периодом повторения синхрогрупп среди информационных символов равным Тц=N двоичных символов и равным количеству N=15 разрядов каждого регистра сдвига блока 3 регистров сдвига.Here R=2 is the minimum required number of single-bit outputs or the number of bits of the R-bit output of the
Выход формирователя 5 цикловых импульсов, являющийся выходом устройства, объединен с входом счетчика 6 циклов и первыми входами М=3 элементов 71,72,73 запрета с порядковыми номерами m=1, 2, 3, вторые входы которых подключены к соответствующим дополнительным выходами опознавателя синхросигнала с таким же порядковым номерами m=1, 2, 3, при этом вход сброса формирователя 5 цикловых импульсов подключен к выходу решающего узла 4, управляющий вход которого подключен к выходу блока 8 выбора порога.The output of the
Решающий узел 4 состоит из первого блока 9 сравнения, первого блока 10 памяти, блока 11 вычитания, второго блока 12 сравнения и счетчика 13 сравнения, причем выход первого блока 9 сравнения, подключен к входу управления первого блока 10 памяти, выход которого объединен с входом дешифратора 19 переполнения и первыми входами первого блока 9 сравнения и первого блока 11 вычитания, выход которого подключен к первому входу второго блока 12 сравнения, выход которого подключен к входу сброса счетчика 13 сравнения, выход которого, являющийся выходом решающего узла 4, дополнительно подключен к первому входу элемента 20 ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу дешифратора 19 переполнения, а выход элемента 20 ИЛИ, являющийся дополнительным выходом решающего узла 4, объединен с входами сброса первого блока 10 памяти и блока 3 регистров сдвига, причем сигнальным, управляющим и тактовым входами решающего узла 4 являются соответственно вход данных первого блока 10 памяти, объединенного с вторыми входами первого блока 9 сравнения, и блока 11 вычитания, второй вход второго блока 12 сравнения и тактовый вход счетчика 13 сравнения.The
Кроме того, устройство содержит сумматор 14 искаженных синхросимволов синхрогруппы, накапливающий сумматор 15, второй блок 16 памяти, первый элемент 17 задержки и второй элемент 18 задержки, при этом выходы М=3 элементов 71,72,73 запрета с порядковыми номерами m=1,2,3 подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 14 искаженных синхросимволов сихрогруппы, выход которого подключен к сигнальному входу накапливающего сумматора 15, вход сброса и вход синхронизации которого подключены соответственно к выходу счетчика 6 циклов через первый элемент 17 задержки и дополнительно к выходу формирователя цикловых 5 импульсов через второй элемент 18 задержки, а выход накапливающего сумматора 15 подключен к входу данных второго блока 16 памяти, выход и вход управления которого подключены соответственно к сигнальному входу блока 8 выбора порога и дополнительно к выходу счетчика 6 циклов.In addition, the device contains an
Опознаватель 1 синхросигнала для приема двоичного сигнала с сосредоточенной синхрогруппой из М=3 синхросимволов с условными порядковыми номерами m=1, 2, 3 и длительностью цикла или периодом повторения синхрогруппы равным Тц=N=15 двоичных символов, содержит М-разрядный регистр 21 сдвига, в котором количество разрядов М=3 с порядковыми номерами m=1,2,3, соответствующими порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при m=1, к младшему (входному) разряду - при m=3, который является информационным входом опознавателя 1 синхросигнала, тактовым входом которого является тактовый вход М-разрядного регистра сдвига, выходы разрядов которого с порядковыми номерами m=1, 2, 3 подключены к соответствующим входам преобразователя 22 синхрогруппы, выходы которого с порядковыми номерами m=1, 2, 3, являющиеся дополнительными выходами опознавателя 1 синхросигнала с такими же порядковым номерами m=1, 2, 3, дополнительно подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 23 символов подобных синхросимволам синхрогруппы, выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя 1 синхросигнала, состоящего из R=2 одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2.Identifier 1 sync signal for receiving a binary signal with a lumped sync group of M=3 sync symbols with conditional serial numbers m=1, 2, 3 and a cycle time or a repetition period of the sync group equal to Tc=N=15 binary symbols, contains an M-bit shift register 21, in which the number of digits M=3 with serial numbers m=1,2,3, corresponding to the sequence of digits from the senior (output) bit - at m=1, to the junior (input) bit - at m=3, which is an information input identifier 1 of the clock signal, the clock input of which is the clock input of the M-bit shift register, the outputs of the bits of which with serial numbers m=1, 2, 3 are connected to the corresponding inputs of the converter 22 of the clock group, the outputs of which are with serial numbers m=1, 2, 3, which are additional outputs of the identifier 1 of the clock signal with the same serial numbers m=1, 2, 3, are additionally connected to the corresponding single-bit inputs of the adder 23 characters similar to the sync symbols of the sync group, the output of which is an R-bit digital output of the identifier 1 of the sync signal, consisting of R=2 single-bit outputs with serial numbers r=1, 2.
Опознаватель 1-1 синхросигнала для приема двоичного сигнала с равномерно распределенной по циклу синхрогруппой из М=3 синхросимволов с условными порядковыми номерами m=1, 2, 3 и длительностью цикла или периодом повторения синхрогруппы Тц=N=МТс=15 двоичных символов, где Тс=К - период следования синхросимволов среди информационных символов равный K=5 двоичных символов, содержит L-разрядный регистр 21-1 сдвига, в котором количество L=K(M-1)+1=11 разрядов с порядковыми номерами соответствующих порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при m=1, к младшему (входному) разряду - при m=11, который является информационным входом опознавателя 1-1 синхросигнала, тактовым входом которого является тактовый вход L-разрядного регистра сдвига, выходы М=3 разрядов которого с порядковыми номерами подключены к соответствующим входам преобразователя синхрогруппы, выходы которого с порядковыми номерами m=1, 2, 3, являющиеся дополнительными выходами опознавателя 1-1 синхросигнала с такими же порядковым номерами m=1, 2, 3, дополнительно подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 23 символов подобных синхросимволам синхрогруппы, выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя синхросигнала, состоящего из R=2 одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2.Identifier 1-1 of the sync signal for receiving a binary signal with a sync group evenly distributed over the cycle of M=3 sync symbols with conditional serial numbers m=1, 2, 3 and a cycle duration or a repetition period of the sync group T c =N=MT with =15 binary symbols, where T c =K - the repetition period of the sync symbols among the information symbols is equal to K=5 binary symbols, contains an L-bit shift register 21-1, in which the number of L=K(M-1)+1=11 bits with serial numbers corresponding to the order of bits from the senior (output) bit - at m=1, to the junior (input) bit - at m=11, which is the information input of the identifier 1-1 of the clock signal, the clock input of which is the clock input of the L-bit shift register, outputs M=3 digits of which with serial numbers connected to the corresponding inputs of the sync group converter, the outputs of which with serial numbers m=1, 2, 3, which are additional outputs of the identifier 1-1 of the clock signal with the same serial numbers m=1, 2, 3, are additionally connected to the corresponding single-bit inputs of the adder 23 characters similar to the sync symbols of the sync group, the output of which is an R-bit digital output of the sync signal identifier, consisting of R=2 single-bit outputs with serial numbers r=1, 2.
Устройство цикловой синхронизации работает следующим образом.The frame synchronization device works as follows.
Если входной двоичный сигнал содержит цикловой синхросигнал в виде сосредоточенной синхрогруппы из М=3 синхросимволов, периодически повторяемой среди информационных символов с периодом повторения Тц=N=15 двоичных символов (фиг. 2б), то в составе устройства цикловой синхронизации должен использоваться опознаватель синхросигнала, которой входит в устройство, приведенное на фиг. 1. Здесь с опознаватель 1 синхросингала, содержит М-разрядный регистр 21 сдвига, в котором количество разрядов М=3 с порядковыми номерами m=1,2,3, соответствующими порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при m=1 к младшему (входному) разряду - при m=3, вход которого является информационным входом опознавателя 1 синхросигнала и устройства в целом,If the input binary signal contains a cyclic sync signal in the form of a lumped sync group of M=3 sync symbols, periodically repeated among information symbols with a repetition period T c =N=15 binary symbols (Fig. 2b), then the sync signal identifier must be used as part of the frame synchronization device, which is included in the device shown in Fig. 1. Here, with the
Под воздействием тактовых импульсов (фиг. 2а) входная последовательность двоичных символов (фиг. 2б) продвигается по разрядам М-разрядного регистра 21 сдвига. В данном случае сосредоточенная синхрогруппа из М=3 синхросимволов представляет собой комбинацию синхросимволов вида «011». В тактовых интервалах, совпадающих во времени с цикловыми импульсами с выхода формирователя 5 цикловых импульсов эта синхрогруппа каждого цикла располагается в соответствующих разрядах М-разрядного регистра 21 сдвига с порядковыми номерами m=1, 2, 3, выходы которых подключены к соответствующим входам преобразователя 22 синхрогруппы, который обеспечивает преобразование известной комбинации из М=3 синхросимволов «011» в комбинацию М=3 «единичных» синхросимволов «111» с помощью соответствующих логических элементов преобразователя 22 синхрогруппы: одного логического элемента с функцией отрицания - НЕ и двух логических элементов каждый с функцией повторения или двойного отрицания - НЕ-НЕ [7].Under the influence of clock pulses (Fig. 2a) the input sequence of binary symbols (Fig. 2b) moves along the bits of the M-bit shift register 21. In this case, the concentrated sync group of M=3 sync symbols is a combination of sync symbols of the form "011". In clock intervals coinciding in time with the cyclic pulses from the output of the
Одноразрядные выходы преобразователя 22 синхрогруппы, являющиеся дополнительными выходами опознавателя 1 синхросигнала с порядковыми номерами m=1, 2, 3, дополнительно подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 23 символов подобных синхросимволам синхрогруппы. Сумматор 23 производит подсчет символов «1» на его входах и выдает результат суммирования на цифровой выход опознавателя 1 синхросигнала в двоичном коде. Для представления максимального десятичного числа М=3 двоичным кодом требуется R=2 разряда или два одноразрядных выхода опознавателя 1 синхросигнала, выбираемого из соотношения R=]log2M[, где][ - округление до ближайшего наибольшего целого числа. Сумматор 23 представляет собой комбинационный сумматор параллельного действия [7], выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя 1 синхросигнала, состоящего из R=2 одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2.One-bit outputs of the
Если принимаемый двоичный сигнал содержит распределенную по циклу синхрогруппу, периодически повторяемую среди информационных символов (фиг. 2в), то в составе устройства, приведенного на фиг. 1, должен использоваться другой вариант исполнения опознавателя 1-1 синхросигнала (фиг. 2г), содержащий L-разрядный регистр 21-1 сдвига, в котором количество L=K(M-1)+1=11 разрядов с порядковыми номерами соответствующих порядку следования разрядов от старшего (выходного) разряда - при к младшему (входному) разряду - при =11, вход которого является информационным входом опознавателя 1 синхросигнала и устройства в целом.If the received binary signal contains a sync group distributed over the cycle, periodically repeated among the information symbols (Fig. 2c), then as part of the device shown in Fig. 1, another version of the clock identifier 1-1 (Fig. 2d) should be used, containing an L-bit shift register 21-1, in which the number of L=K(M-1)+1=11 bits with serial numbers corresponding to the sequence of digits from the senior (output) digit - when to the least significant (input) digit - when =11, the input of which is the information input of the
Под воздействием тактовых импульсов (фиг. 2а) последовательность двоичных символов продвигается по разрядам L-разрядного регистра 21-1 сдвига. В данном случае распределенная по циклу синхрогруппа также состоит из М=3 синхросимволов и представляет собой комбинацию синхросимволов вида «011» с условными порядковыми номерами m=1, 2, 3. В тактовых интервалах, совпадающих во времени с цикловыми импульсами с выхода формирователя 5 цикловых импульсов эта синхрогруппа каждого цикла располагается в соответствующих разрядах L-разрядного регистра сдвига 21-1 с порядковыми номерами =1,K+1,2К+1=1, 6, 11, выходы которых подключены к входам соответствующих логических элементам, составляющих преобразователь 22 синхрогруппы, который обеспечивает преобразование известной комбинации из М=3 синхросимволов «011» в комбинацию «единичных» синхросимволов «111» с помощью соответствующих М=3 логических элементов преобразователя 22 синхрогруппы: одного логического элемента с функцией отрицания - НЕ и двух логических элементов каждый с функцией повторения или двойного отрицания - НЕ-НЕ.Under the influence of the clock pulses (Fig. 2a) the sequence of binary symbols moves through the bits of the L-bit shift register 21-1. In this case, the sync group distributed over the cycle also consists of M=3 sync symbols and is a combination of sync symbols of the form "011" with conditional serial numbers m=1, 2, 3. pulses, this sync group of each cycle is located in the corresponding bits of the L-bit shift register 21-1 with serial numbers =1,K+1,2K+1=1, 6, 11, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding logic elements that make up the
Одноразрядные выходы преобразователя 22 синхрогруппы, являющиеся дополнительными выходами опознавателя 1-1 синхросигнала с соответствующими порядковыми номерами m=1, 2, 3, дополнительно подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 23 символов подобных синхросимволам синхрогруппы. Сумматор 23 производит подсчет символов «1» на его входах и представляет собой комбинационный сумматор параллельного действия [7], выход которого является R-разрядным цифровым выходом опознавателя 1 синхросигнала, состоящего из R=2 одноразрядных выходов с порядковыми номерами r=1, 2.One-bit outputs of the
Таким образом, работа опознавателей 1 и 1-1 синхросигналов аналогична и заключается в подсчете символов подобных синхросимволам синхрогруппы сосредоточенной либо распределенной.Thus, the operation of the
В любой проектируемой либо действующей системе связи может использован только один выбранный при проектировании вид циклового синхросигнала, поэтому в устройстве цикловой синхронизации (фиг. 1) должен использован либо опознаватель 1 синхросигнала, либо опознаватель 1-1 синхросигнала. С учетом этого любой вариант исполнения опознавателя 1 или 1-1 синхросигнала, построенный по приведенным на фиг. 1 и фиг. 2г структурам для соответствующего сигнала - с сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппой с любыми одинаковыми параметрами М, R, Тц=N=МТс, совместим со всеми взаимодействующими функциональными элементами в составе устройства синхронизации по циклам, приведенного на фиг. 1.In any projected or existing communication system, only one type of frame synchronization signal selected during design can be used, therefore, in the frame synchronization device (Fig. 1), either the
Результаты суммирования символов подобных синхросимволам синхрогруппы с цифрового выхода опознавателя 1 или 1-1 синхросигнала подаются на первый вход сумматора 2. На второй вход сумматора 2 с выхода блока 3 регистров сдвига подаются с тактовой частотой следования двоичные n-разрядные двоичные числа в параллельном коде.The results of the summation of symbols similar to the sync symbols of the sync group from the digital output of the
Сумматор 2 представляет собой параллельный комбинационный сумматор [7], у которого два младших разрядных входа (R=2) первого слагаемого и n разрядных входов второго слагаемого являются соответственно первым и вторым входами сумматора 2, при этом другие n-2 разрядные входы первого входа подключены к источнику «нулевого» уровня.The
Блок 3 регистров сдвига включает в себя n N-разрядных регистров сдвига, у которых раздельно объединены тактовые входы и входы сброса. При этом объединенные тактовые входы и объединенные входы сброса регистров сдвига в составе блока 3 регистров сдвига являются соответственно тактовым входом и входом сброса блока 3 регистров сдвига, а входы первых разрядов, выходы последних разрядов и выходы первых разрядов всех n регистров сдвига являются соответственно сигнальным входом, выходом и дополнительным выходом блока 3 регистров сдвига.
Таким образом, результат счета символов подобных синхросимволам синхрогруппы на выходе опознавателя 1 или 1-1 синхросигнала, имеющий место в i-ом тактовом интервале, складывается в сумматоре 2 с результатом предыдущего счета символов подобных синхросимволам на i-й позиции цикла, поступающим с выхода блока 3 регистров сдвига, и новый результат счета таких символов, больший на М≤3 прежнего, записывается в виде n-разрядного двоичного числа в первые ячейки (разряды) регистров сдвига блока 3 регистров сдвига.Thus, the result of counting symbols similar to the sync symbols of the sync group at the output of the
При этом двоичное число, записанное до этого в первые ячейки блока 3 регистров сдвига, а также все остальные числа, хранящиеся в последующих однотипных ячейках, параллельно сдвигаются на один разряд, и с выхода блока 3 регистров сдвига на второй вход сумматора 2 поступает уже следующий результат счета символов - на (i+1)-й позиции цикла, который перезаписывается в первые ячейки блока 3 регистров сдвига, а остальные числа, хранящиеся в однотипных ячейках блока 3 регистров сдвига, сдвигаются на один разряд и т.д. т.е. блок 3 регистров сдвига обеспечивает запоминание результатов счета символов подобных синхросимволам на каждой позиции цикла в течение длительности цикла. При этом величина n определяет емкость памяти результатов счета.In this case, the binary number previously written in the first cells of the
Одновременно результаты счета символов подобных синхросимволам на каждой из позиций цикла с дополнительного выхода блока 3 регистров сдвига последовательно поступают на сигнальный вход решающего узла 4. В решающем узле 4, например, а i-м тактовом интервале, двоичное число в параллельном коде, представляющее собой текущий результат счета символов подобных синхросимволам на i-й позиции цикла, одновременно подается на соответствующие входы первого блока 9 сравнения, первого блока 10 памяти и первого блока 11 вычитания. В первом блоке 9 сравнения входное число сравнивается с двоичным числом, хранящимся в первом блоке 10 памяти и, если оно превышает число первого блока 10 памяти, то на выходе первого блока 9 сравнения формируется импульс, который, поступая на вход управления первого блока 10 памяти, обеспечивает стирание прежнего и запись нового (входного) числа. После этого на входах первого блока 9 сравнения оказываются равные двоичные числа. Если же входное число равно или меньше числа, хранящегося в первом блоке 10 памяти, то содержимого последнего не изменяется.At the same time, the results of counting symbols similar to sync symbols at each of the positions of the cycle from the additional output of the
Таким образом, в первый блок 10 памяти перезаписывается наибольший текущий результат счета символов подобных синхросимволам на какой-либо позиции цикла, который далее сравнивается с результатами счета на последующих позициях цикла. Получающаяся разность (между числом первого блока 10 памяти и входным числом) на выходе блока 11 вычитания в виде двоичного числа в параллельном коде сравнивается во втором блоке 12 сравнения с пороговым числом G'z, поступающем на второй его вход (являющийся управляющимся входом решающего узла 4) с выхода блока 8 выбора порога. При этом, если число с выхода блока 11 вычитания меньше порогового числа G'z, то с выхода второго блока 12 сравнения на вход сброса счетчика 13 сравнения поступает «единичный» (запрещающий) потенциал, который устанавливает и удерживает его в «нулевом» состоянии. В противоположном случае, когда в i-м тактовом интервале число с выхода блока 11 вычитания равно или больше число G'z, то с выхода второго блока 12 сравнения поступает «нулевой» (разрешающий) потенциал, и счетчик 13 сравнения производит счет одного тактового импульса, поступающего на его тактовый вход, являющийся тактовым входом решающего узла 4. При этом, если наибольшее двоичное число, записанное в первый блок 10 памяти, в каком-либо j-м тактовом интервале и соответствующее результату накопления на j-й позиции цикла, будет превышать на величину равную или большую порогового числа G'z каждое из N-1 последующих чисел, поступающих друг за другом с дополнительного выхода блока 3 регистров сдвига, то счетчик 13 сравнения произведет счет следующих подряд N-1 тактовых импульсов, после чего на его выходе формируется импульсный сигнал синхронизации. Этот сигнал подается на вход сброса формирователя 5 цикловых импульсов и на первый вход элемента ИЛИ 20, выход которого является дополнительным выходом решающего узла 4 и объединен со входами сброса первого блока 10 памяти и блока 3 регистров сдвига. В результате действия импульсного сигнала синхронизации производится обнуление первого блока 10 памяти и блока 3 регистров сдвига и производится фазирование формирователя 5 цикловых импульсов. Далее процесс поиска циклового синхросигнала повторяется, при этом, если сбоя синхронизма по циклам не происходило, то сигнал синхронизации с выхода решающего узла 4, будет подтверждать цикловую фазу выходного сигнала. Поскольку количество n регистров сдвига в блоке 3 регистров сдвига ограничено, то возможно переполнение разрядных ячеек памяти блока 3 регистров сдвига при суммировании символов подобных синхросимволам. В результате алгоритм работы устройства может нарушаться и возрастает вероятность ложного срабатывания решающего узла 4. Для исключения таких ситуаций к выходу первого блока 10 памяти подключен дешифратор 19 переполнения, который при записи в первый блок 10 памяти критического двоичного числа А=В-М, где В - максимально возможное n-разрядное двоичное число, формирует перепад напряжения, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 20, обнуляя первый блока 10 памяти и блок 3 регистров сдвига.Thus, in the
Процесс формирования пороговых чисел блоком 8 выбора порога для решающего узла 3 производится следующим образом.The process of generating threshold numbers by
На вторые входы элементов 71,72,73 запрета поступают двоичные элементы с М=3 выходов с порядковыми номерами m=1, 2, 3 преобразователя 22 синхрогруппы, являющихся соответствующими выходами опознавателя 1 или 1-1 синхросигнала, а на первые входы этих элементов запрета - последовательность импульсов с выхода формирователя 5 цикловых импульсов. В результате на выход каждого элемента запрета пройдет только тот символ с соответствующего выхода преобразователя 22 синхрогруппы, причем с инверсией, который во времени совпадает с «единичным» импульсом (одиночным символом «1») формирователя 5 цикловых импульсов. Таким образом, если, например, в разряды регистра 21 сдвига опознавателя 1 синхросигнала поступит М=3 правильно принятых синхросимволов синхрогруппы и в момент продвижения первого символа «0» синхрогруппы «011» (фиг. 2б) в разряд регистра 21 сдвига с порядковым номером m=1 одновременно поступит «единичный» импульс формирователя 5 цикловых импульсов, то на выходе каждого из М=3 элементов 71,72,73 запрета появится символ «0» (ошибок в синхрогруппе нет). Если все М символов синхрогруппы искажены, т.е. в разрядах регистра 21 сдвига располагается синхрогруппа «100», на соответствующих выходах преобразователя 22 синхрогруппы появится синхрогруппа «000», то на выходе каждого из М элементов запрета появится символ «1» (три ошибки в синхрогруппе). В общем случае, при каждом поступлении циклового импульса на выходах М элементов запрета могут фиксироваться от 0 до М=3 «единичных» символов (ошибок синхросимволов) в зависимости от вероятности ошибки двоичного символа принимаемого сигнала. Причем в интервалах между цикловыми импульсами, каждый длительностью N-1=14 символов «0», на выходах элементов 71, 72, 73 запрета будет периодически фиксироваться N-1=14 символов «0».The second inputs of the elements 7 1 ,7 2 ,7 3 prohibition receive binary elements with M=3 outputs with serial numbers m=1, 2, 3 of the
Аналогичные операции производятся и в регистре 21-1 сдвига и преобразователе 22 синхрогруппы опознавателя 1-1 синхросигнала (фиг. 2г).Similar operations are performed in the shift register 21-1 and the
Выходы элементов 71, 72, 73 подключены к соответствующим одноразрядным входам сумматора 14 искаженных синхросимволов синхрогруппы, который производит подсчет искаженных синхросимволов (символов «1» на входах сумматора) в двоичном коде. Сумматор 14 представляет собой комбинационный сумматор параллельного действия [7]. Выход сумматора 14 искаженных синхросимволов синхрогруппы подключен к сигнальному входу накапливающего сумматора 15, подсчитывающего общее число искаженных синхросимволов различных синхрогрупп. Подсчитывая число D' искаженных синхросимволов в течение времени счета довольно большого числа цикловых импульсов S', можно с определенной степенью точности периодически определять вероятность (частость) ошибочного приема синхросимвола по формуле Рос=D'/MS', т.е. производить текущую оценку степени искажений принимаемого сигнала. При этом счетчик 6 циклов посчитывает общее число S' цикловых импульсов, в течение которых передано MS' синхросимволов. Коэффициент счета (емкость) счетчика 8 циклов выбирается равной величине S', поэтому после счета каждых S' цикловых импульсов на его выходе формируется одиночный импульс, после чего он сбрасывается в «нуль». С помощью этого импульса во второй блок 16 памяти записывается результат счета D' искаженных синхросимволов накапливающим сумматором 15, вместо хранившегося в нем прежнего двоичного числа, записанного после окончания счета предыдущих S' цикловых импульсов. С некоторой задержкой, определяемой первым элементом задержки 17, сбрасывается в «нуль» накапливающий сумматор 15 и процесс анализа качества принимаемого сигнала в течение следования последующих S цикловых импульсов повторяется.The outputs of the elements 7 1 , 7 2 , 7 3 are connected to the corresponding one-bit inputs of the
На сигнальный вход накапливающего сумматора 15 цифровые данные поступают синхронно с импульсами формирователя 5 цикловых импульсов. Поэтому для обеспечения накапливающим сумматором 15 надежного последовательного суммирования чисел в двоичном коде, на его вход синхронизации должны подаваться импульсы с выхода формирователя 5 цикловых импульсов с некоторой задержкой [7], определяемой вторым элементом задержки 18.The signal input of the accumulating
Блок 8 выбора порога в зависимости от значения записанного в второй блок 16 памяти двоичного числа D' производит выбор определенного двоичного порогового числа G'z в зависимости от условий связи, которое с его выхода в параллельном коде подается на управляющий вход решающего узла 4.The
Таким образом, в течение времени счета каждых S' циклов в решающий узел 4 подается определенное пороговое число G'z, которое может принимать в каждом конкретном случае одно из z=1, 2, …, Z дискретных значений (градаций) в зависимости от качества принимаемого сигнала, определяемого величиной ошибки синхросимвола Рос. Необходимое число градаций Z порогового числа G'z выбирается из расчета поддержания вероятности ложного срабатывания решающего узла 4 (ложного обнаружения цикловой фазы сигнала в течение среднего интервала времени между двумя соседними сбоями синхронизма по циклам) при различных изменениях величины Рос При этом закон формирования конкретных значений пороговых чисел G'z блоком 8 выбора порога символически можно записатьThus, during the counting time of each S' cycles, a certain threshold number G' z is supplied to the
где F - заранее выбранное правило для блока 8 выбора порога, по которому величина Рос≈D'/MS', принимающей значения в пределах z-го интервала измерений, приводится в соответствии вполне определенное значение порогового числа G'z;where F is a pre-selected rule for
Az и Bz - соответственно нижняя и верхняя границы величины Рос для z-го интервала.A z and B z - respectively, the lower and upper limits of the value of R OS for the z-th interval.
Соответственно требуемая помехоустойчивость устройства, которая определяется вероятностью ложного срабатывания, обеспечивается выбором закона формирования пороговых чисел G'z для блока 8 выбора порога по соответствующим измеренным значениям величины Рос, попадающим в пределы какого-либо z-го интервала с границами Az и Bz, по принципу: чем больше величина Рос, тем большим должно быть пороговое число G'z.Accordingly, the required noise immunity of the device, which is determined by the probability of a false alarm, is provided by the choice of the law of formation of threshold numbers G' z for the
Величина S', определяющая коэффициент счета счетчика 6 циклов, должна выбираться, с одной стороны, достаточно большой, для того, чтобы обеспечить требуемую точность оценки вероятности ошибки Рос синхросигнала, с другой стороны - достаточно малой, чтобы обеспечить измерение величины Рос в пределах между двумя сбоями синхронизма по циклам и слежение за изменениями условий связи. Если считать, что сбои синхронизма по циклам происходят через интервалы времени, намного превышающие время счета S' цикловых импульсов (что имеет место на практике), то величина S' может быть выбрана в следующем виде [6]The value of S', which determines the counting factor of the counter of 6 cycles, must be chosen, on the one hand, large enough to ensure the required accuracy of estimating the error probability P os of the clock signal, on the other hand, small enough to ensure the measurement of the value of P os within between two failures of synchronism on cycles and tracking changes in communication conditions. If we assume that failures of synchronism in cycles occur at time intervals that are much longer than the counting time S' of cyclic pulses (which takes place in practice), then the value of S' can be chosen in the following form [6]
где B1 - верхняя граница величины Рос в пределах первого интервала измерений, который соответствует наименьшему пороговому числу G'z;where B 1 - the upper limit of the value of R OS within the first measurement interval, which corresponds to the smallest threshold number G'z;
][ - означает округление до ближайшего целого числа.][ - means rounding to the nearest whole number.
Для определения эффективности предлагаемого способа поиска временного положения циклового синхросигнала (ЦС) или цикловой фазы сигнала требуется выяснить, что лучше с точки зрения уменьшения времени поиска ЦС:To determine the effectiveness of the proposed method for searching for the time position of the frame clock signal (CS) or the cyclic phase of the signal, it is necessary to find out which is better in terms of reducing the search time for the CS:
- либо в качестве первичного источника синхроинформации использовать отклики опознавателя синхросигнала (ОС), который, как и во многих других устройствах цикловой синхронизации, выполняет функцию дешифратора синхрогруппы (ДС) из М синхросимволов [3] и производить их накопление в соответствии алгоритмом работы устройств, основанном на полученном ранее оптимальном алгоритме поиска временного положения ЦС (1*);- either use the responses of the sync signal identifier (OS) as the primary source of sync information, which, like in many other framing devices, performs the function of a sync group (GS) decoder from M sync symbols [3] and accumulate them in accordance with the algorithm of the devices based on on the previously obtained optimal algorithm for searching for the temporary position of the CS (1*);
- либо использовать синхроинформацию, содержащуюся непосредственно в принимаемой двоичной последовательности и при этом производить суммирование не откликов ДС от каждой позиции цикла, а синхросимволов синхрогрупп (истинных или ложных), поступающих на вход ОС, согласно алгоритму (2*).- either use the sync information contained directly in the received binary sequence and, at the same time, sum not the responses of the DS from each position of the cycle, but the sync symbols of the sync groups (true or false) coming to the OS input, according to the algorithm (2*).
Эту операцию можно производить с помощью ОС, структурная схема которого приведена на фиг. 1 (ОС 1) или на фиг. 2г (ОС 1-1), каждый из которых будем называть сумматором символов подобных синхросимволам синхрогруппы (СС). При этом с выхода СС синхроинформация на каждой анализируемой позиции цикла снимается не в виде двоичных символов «1» и «0» (откликов), как с одноразрядного выхода ДС (ОС), а в виде результатов суммирования символов подобных сихросимволам синхрогруппы.This operation can be performed using the OS, the block diagram of which is shown in Fig. 1 (OS 1) or in FIG. 2d (OS 1-1), each of which will be called the adder of symbols similar to the sync symbols of the sync group (SS). At the same time, synchronization information is taken from the output of the SS at each analyzed position of the cycle not in the form of binary symbols "1" and "0" (responses), as from a single-bit output of the DS (OS), but in the form of summation results of symbols similar to the synchro-symbols of the synchro-group.
Для решения поставленной задачи необходимо определить количество информации, получаемое как от каждого отклика ДС, так и непосредственно от синхросимволов синхрогруппы и далее произвести сравнение по времени накопления одного и того же количества синхроинформации при указанных двух способах накопления откликов ДС и символов подобных синхросимволов синхрогрупп, как выполнено в работе [5].To solve the problem, it is necessary to determine the amount of information received both from each DS response and directly from the sync symbols of the sync group and then compare the accumulation time of the same amount of sync information with these two methods of accumulating DS responses and symbols of similar sync symbols of the sync group, as done in [5].
Для решения поставленной задачи следует определить количество информации, поступающей на вход ДС при дешифрации М синхросимволов и количество информации, получаемой при этом на его выходе. Рассмотрим три системы, которые условно обозначим X, Y и Z Пусть система X является источником передачи символов, а системы Y и Z - соответственно демодулятор и демодулятор с ДС. При этом будем производить наблюдение за системой X через системы Y и Z отдельно. Для определения количества информации содержащейся в системе Y относительно системы X, состоящую из источника информации X при приеме М символов, можно определить сначала количество информации, содержащейся в каждом приятом символе и, воспользовавшись свойством аддитивности информации [10], определить величину . По общему определению количества информации [8] имеемTo solve the problem, it is necessary to determine the amount of information received at the input of the DS during the decoding of M sync symbols and the amount of information obtained at the same time at its output. Consider three systems, which we will conventionally denote as X, Y, and Z. Let the X system be a symbol transmission source, and the Y and Z systems be a demodulator and a DS demodulator, respectively. In this case, we will monitor system X through systems Y and Z separately. To determine the amount of information contained in the system Y relative to the system X, consisting of the source of information X when receiving M symbols, you can first determine the amount of information contained in each received symbol and, using the information additivity property [10], determine the value . According to the general definition of the amount of information [8], we have
где и rj - безусловные вероятности того, что системы X и Y принимают состояния xi и yj соответственно; Р (yj/xi) условная вероятность того, что система Y будет находиться в состоянии yj, если система X приняла состояние xi. Предположим, что система X приняла вполне определенное состояние x1, например, передан первый символ синхрогруппы - «1». Тогда в формуле (1) индекс суммирования i принимает только одно значение i=1, соответственно безусловная вероятность передачи синхросимвола i1=1.where and r j - unconditional probabilities that systems X and Y take states x i and y j respectively; P (y j /x i ) conditional probability that system Y will be in state y j if system X has taken state x i . Suppose that the system X has taken a well-defined state x 1 , for example, the first symbol of the sync group is transmitted - "1". Then in formula (1) the summation index i takes only one value i=1, respectively, the unconditional probability of transmitting the sync symbol i 1 =1.
Система Y может принимать два значения - y1 (принят символ «1») и у0 (принят символ «0»), при этом r1=r0=0.5, а возможные значения условных вероятностей в формуле (1) будут иметь видSystem Y can take two values - y 1 (the symbol "1" is accepted) and y 0 (the symbol "0" is accepted), while r 1 =r 0 =0.5, and the possible values of the conditional probabilities in formula (1) will look like
С учетом (2) формула (1) преобразуется к видуTaking into account (2), formula (1) is transformed to the form
Если последующий передаваемый символ должен принимать противоположное значение - «0» в соответствии со структурой синхросигнала, то нетрудно показать, что количество информации, получаемой системой Y, будет также определяться выражением (3), т.е. количество информации, содержащейся в каждом принимаемом синхросимволе, не зависит от того, какое конкретное значение принимает каждый синхросимвол в синхрогруппе.If the subsequent transmitted symbol should take on the opposite value - "0" in accordance with the structure of the clock signal, then it is easy to show that the amount of information received by the Y system will also be determined by expression (3), i.e. the amount of information contained in each received sync symbol is independent of what particular value each sync symbol in the sync group takes on.
С учетом (3) общее количество информации, получаемое системой Y при приеме синхрогруппы, будет равноTaking into account (3), the total amount of information received by system Y when receiving a sync group will be equal to
Воспользовавшись формулой (1), определим теперь количество информацииUsing formula (1), we now determine the amount of information
содержащейся в системе Z, о состоянии системы X: contained in system Z, about the state of system X:
В данном случае также предположим, что система X прияла вполне определенное состояние х'1 (передана последовательность М сихросимволов), при этом i=1, а безусловная вероятность δi=1. Система Z может принимать также два состояния - z1 («единичный» отклик ДС) и z0 («нулевой» отклик ДС), а безусловные вероятности нахождения системы Z в этих состояниях будут равныIn this case, we also assume that the system X has received a well-defined state x' 1 (a sequence of M symbols has been transmitted), while i=1, and the unconditional probability δ i =1. System Z can also take two states - z 1 (“single” DS response) and z 0 (“zero” DS response), and the unconditional probabilities of system Z being in these states will be equal to
Возможные значения условных вероятностей в формуле (5) можно записать в видеPossible values of conditional probabilities in formula (5) can be written as
С учетом (6) и (7) выражение (5) будет иметь видTaking into account (6) and (7), expression (5) will have the form
где Рп=1-Рош.where P p =1-P osh .
Для определения выигрыша G(M) по количеству синхроинформации, получаемой системой Y по отношению к системе Z при приеме М символов при каком-либо значении величины Рп>0,5, достаточно найти отношение величин определяемых формулами (4) и (8)To determine the gain G (M) by the amount of synchronization information received by the system Y in relation to the system Z when receiving M symbols at any value of the value P p >0.5, it is enough to find the ratio of the values defined by formulas (4) and (8)
Для примера в таблице приведены результаты расчета величин (в двоичных единицах) и G(M) (в разах) по формулам (4), (8) и (9) соответственно при различных Рп и при M1=3 и М2=4.For example, the table shows the results of calculating the values (in binary units) and G (M) (in times) according to formulas (4), (8) and (9), respectively, for different P p and for M 1 =3 and M 2 =4.
Из анализа данных таблицы следует, что при т.е. при хороших условиях связи системы Y и Z эквиваленты в части получаемых сведений о переданном синхросигнале. Однако с уменьшением Рп в системе Z происходит более быстрое «разрушение» синхроинформации, чем в системе Y, т.е. при использовании в качестве первичного источника синхроинформации откликов ДС для обнаружения временного положения ЦС, теряется определенное количество информации, имеющейся на приемной стороне (в системе Y). Причем эти потери тем значительнее, чем хуже условия связи и чем больше синхросимволов М в синхрогруппе.From the analysis of the data in the table, it follows that when those. under good communication conditions, the Y and Z systems are equivalent in terms of received information about the transmitted clock signal. However, with a decrease in P p in the Z system, a faster "destruction" of synchronization information occurs than in the Y system, i.e. when using DS responses as the primary source of synchronization information to detect the temporal position of the DS, a certain amount of information available on the receiving side (in the Y system) is lost. Moreover, these losses are the more significant, the worse the communication conditions and the more sync symbols M in the sync group.
Оптимальный алгоритм поиска ЦС (1*) предполагает суммирование откликов ДС от одних и тех же позиций цикла, т.е. фактически синхроинформация, содержащаяся в откликах ДС, от цикла к циклу суммируется. Используя свойство аддитивности информации [8], можно поставить вопрос: какое количество циклов или цикловых интервалов (ЦИ) Qz необходимо проанализировать ДС на одной и той же позиции цикла, чтобы получить требуемое количество информации, например, равное величине R (в двоичных единицах). Очевидно, что величина Qz будет равнаThe optimal DS search algorithm (1*) assumes summation of DS responses from the same cycle positions, i.e. in fact, the synchronization information contained in the DS responses is summed up from cycle to cycle. Using the property of additivity of information [8], one can pose the question: how many cycles or cycle intervals (CI) Q z it is necessary to analyze the DS at the same position of the cycle in order to obtain the required amount of information, for example, equal to the value R (in binary units) . Obviously, the value of Q z will be equal to
Если суммирование синхроинформации от цикла к циклу производить в системе Y т.е. от каждого синхросимвола синхрогруппы, т.е. в соответствии с алгоритмом (2*), то для получения того же количества информации о системе X при тех же условиях связи число ЦИ анализа будет равноIf the summation of synchronization information from cycle to cycle is performed in the Y system, i.e. from each sync symbol of the sync group, i.e. in accordance with the algorithm (2*), then to obtain the same amount of information about the X system under the same communication conditions, the number of analysis CIs will be equal to
Если выигрыш по времени накопления заданного количества синхроинформации в системе Y по отношению к системе Z или выигрыш по времени поиска ЦС (при рассматриваемых способах суммирования синхроинформации) представить в виде отношения величин Qz/QY, то значение этого выигрыша будет полностью будет полостью соответствовать выражению (9)If the gain in time of accumulation of a given amount of synchronization information in system Y in relation to system Z or the gain in time of searching for a DS (with the considered methods of summing synchronization information) is presented as a ratio of Q z /Q Y , then the value of this gain will completely correspond to the expression (9)
Таким образом, для определения выигрыша по времени поиска ЦС при конкретном значении Рп>0,5 в случае, когда в качестве источника синхроинфмации не отклики ДС, а символов подобных синхросимволам синхрогруппы, достаточно определить значения величин Thus, in order to determine the time gain in the search for the DS at a specific value of P p > 0.5 in the case when the source of synchronization information is not the responses of the DS, but symbols similar to the sync symbols of the sync group, it is sufficient to determine the values of the quantities
В заключении следует отметить, что реализация предлагаемого изобретения - способа цикловой синхронизации для сигналов с сосредоточенной или распределенной по циклу синхрогруппой, при сравнении его с реализацией известного способа - прототипа, в котором в качестве первичного источника синхроинформации, используются отклики опознавателя (дешифратора) синхросигнала, позволяет достичь следующих преимуществ при работе в канале с переменными параметрами:In conclusion, it should be noted that the implementation of the proposed invention - the method of framing for signals with a lumped or distributed cycle sync group, when compared with the implementation of the known method - the prototype, in which the responses of the identifier (decoder) of the sync signal are used as the primary source of synchronization information, allows achieve the following advantages when working in a channel with variable parameters:
1. Уменьшение времени поиска ЦС или времени восстановления синхронизма по циклам путем суммирования на каждой позиции цикла не откликов опознавателя синхросигнала, а суммирование всех символов подобных синхросимволам синхрогруппы, используя полную синхроинформацию о каждом синхросимволе синхрогруппы истинным и ложным [5]. При этом поиск временного положения ЦС производится способом, соответствующим оптимальному алгоритму (2*), в соответствии с которым достигается сокращение времени поиска ЦС по отношению с алгоритмом (1*), без ухудшения вероятности ложного обнаружения ЦС.1. Reducing the search time for the DS or the recovery time of synchronism by cycles by summing at each position of the cycle not the responses of the sync signal identifier, but the summation of all symbols similar to the sync symbols of the sync group, using the full sync information about each sync symbol of the sync group, true and false [5]. In this case, the search for the temporal position of the DS is performed in a manner corresponding to the optimal algorithm (2*), in accordance with which a reduction in the search time for the DS in relation to the algorithm (1*) is achieved, without worsening the probability of false detection of the DS.
2. Повышение точности оценки вероятности ошибки синхросимвола Рос экспериментальным способом путем подсчета не количества D искаженных откликов опознавателя синхросигнала в течение S циклов, а количества D' искаженных синхросимволов синхрогрупп в течение S' циклов.. В результате более точно можно оценить экспериментальным способом вероятность ошибки синхросимвола по формуле Рос=D'/MS', как требуется при оптимальном алгоритме поиска ЦС (1*) или (2*), а соответственно и выбирать пороговые числа на основе более точного расчета интервала анализа для работы в канале с переменными параметрами связи с обеспечением требуемой помехоустойчивости и исключения ложных обнаружений ЦС в интервалах времени между соседними сбоями синхронизма по циклам.2. Increasing the accuracy of estimating the error probability of the sync symbol P oc experimentally by counting not the number D of distorted responses of the sync signal identifier during S cycles, but the number D' of distorted sync symbols of sync groups during S' cycles. As a result, it is possible to more accurately estimate the error probability experimentally sync symbol according to the formula Р os =D'/MS', as required for the optimal DS search algorithm (1*) or (2*), and, accordingly, select threshold numbers based on a more accurate calculation of the analysis interval for operation in a channel with variable communication parameters with the provision of the required noise immunity and the elimination of false detections of the DS in the time intervals between adjacent failures of synchronism in cycles.
3. Уменьшение времени поиска ЦС, если имел место сбой синхронизма по циклам, и уменьшение вероятности ложного срабатывания решающего узла после восстановления канала связи из-за пропадания сигнала или сравнительно длительном воздействии мощных помех в районе приема сигнала за счет обнуления блока памяти решающего узла и блока регистров сдвига при достижении любого результата суммирования на любой из N позиций цикла допустимого значения.3. Reduction of the DS search time if there was a failure of synchronism in cycles, and a decrease in the probability of a false operation of the decisive node after the restoration of the communication channel due to signal loss or relatively long exposure to powerful interference in the signal reception area by resetting the memory block of the decisive node and the block shift registers when any summation result is reached at any of the N positions of the allowed value cycle.
ЛитератураLiterature
1. Шадрин Б. Г. Оптимизация алгоритма поиска циклового синхросигнала Техника средств связи. Сер. ТРС, 1983, вып. 10(31), с. 120-125.1. Shadrin B. G. Optimization of the search algorithm for a cyclic sync signal Communications technology. Ser. TRS, 1983, no. 10(31), p. 120-125.
2. Кислюк Л.Д. Оптимизация инерционных устройств кадровой синхронизации - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, 1972, вып. 3 с. 35-42.2. Kislyuk L.D. Optimization of inertial frame synchronization devices - Issues of radio electronics. Ser. TRS, 1972, no. 3 s. 35-42.
3. Колтунов М.Н., Коновалов Г.В., Лангуров З.И. Синхронизация по циклам в цифровых системах связи. - М.: Связь, 1980. - 152.3. Koltunov M.N., Konovalov G.V., Langurov Z.I. Synchronization by cycles in digital communication systems. - M.: Communication, 1980. - 152.
4. Шадрин Б. Г. О необходимом объеме анализируемых данных при оптимальном алгоритме поиска фазы циклового синхросигнала - Техника средств связи. Сер. ТРС, 1984, вып. 10, с. 47-49.4. Shadrin B. G. On the required amount of analyzed data with an optimal algorithm for searching for the phase of a cyclic clock signal - Technique of communication facilities. Ser. TRS, 1984, no. 10, p. 47-49.
5. Шадрин Б.Г. Сравнительный анализ двух способов накопления синхроинформации при оптимальном алгоритме поиска синхросигнала -Техника средств связи. Сер. ТРС, 1984, вып. 10, с. 43-46.5. Shadrin B.G. Comparative analysis of two methods of accumulating synchro-information with the optimal algorithm for searching for a synchro-signal - Communication equipment. Ser. TRS, 1984, no. 10, p. 43-46.
6. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1172052 H04L 7/08 - Устройство для синхронизации по циклам, Опубл. 07.08.1985, Бюл. №29/ Шадрин Б.Г.6. Description of the invention to the author's certificate of the USSR No. 1172052 H04L 7/08 - Device for synchronization in cycles, Publ. 08/07/1985, Bull. №29/ Shadrin B.G.
7. Соловьев Г.Н. Арифметические устройства ЭВМ. - М.: Энергия, 1978. - 176 с.7. Soloviev G.N. Computer arithmetic units. - M.: Energy, 1978. - 176 p.
8.. Ветцель Е.С.Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 с.8.. Wetzel E.S. Probability Theory. - M.: Nauka, 1969. - 576 p.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780048C1 true RU2780048C1 (en) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810267C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Code pattern synchronization device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6154468A (en) * | 1996-10-24 | 2000-11-28 | Philips Electronics North America Corporation | Fast sync-byte search scheme for packet framing |
US20030189954A1 (en) * | 1997-02-13 | 2003-10-09 | Toshio Miki | Frame synchronization circuit |
RU2280956C1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-07-27 | Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" (ФНПЦ ОАО "НПО "Марс") | Device for synchronization by cycles |
RU2298879C1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-10 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный государственный научно-исследовательский испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" Министерства обороны Российской Федерации (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Frame synchronization method |
RU2450465C2 (en) * | 2009-07-01 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования - Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники Министерства обороны Российской Федерации | Frame synchronisation device |
RU2538281C2 (en) * | 2012-06-04 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Новые информационные технологии" | Method of synchronising transmitted messages |
RU2591565C1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Method of synchronising transmitted messages and device therefor |
RU2747623C1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-05-11 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | 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 |
RU2759801C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-11-18 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6154468A (en) * | 1996-10-24 | 2000-11-28 | Philips Electronics North America Corporation | Fast sync-byte search scheme for packet framing |
US20030189954A1 (en) * | 1997-02-13 | 2003-10-09 | Toshio Miki | Frame synchronization circuit |
RU2280956C1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-07-27 | Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" (ФНПЦ ОАО "НПО "Марс") | Device for synchronization by cycles |
RU2298879C1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-10 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный государственный научно-исследовательский испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" Министерства обороны Российской Федерации (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Frame synchronization method |
RU2450465C2 (en) * | 2009-07-01 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования - Череповецкий военный инженерный институт радиоэлектроники Министерства обороны Российской Федерации | Frame synchronisation device |
RU2538281C2 (en) * | 2012-06-04 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Новые информационные технологии" | Method of synchronising transmitted messages |
RU2591565C1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Method of synchronising transmitted messages and device therefor |
RU2747623C1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-05-11 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | 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 |
RU2759801C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-11-18 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method for code frame synchronization for cascade code when applying strict solutions |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810267C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Code pattern synchronization device |
RU2812335C1 (en) * | 2023-03-29 | 2024-01-30 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Code pattern synchronization device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2780048C1 (en) | Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup | |
JPS63296425A (en) | Communication system | |
RU2782473C1 (en) | Cyclic synchronization device | |
RU2297722C2 (en) | Method and device for accelerated search of broadband signal | |
US10735149B2 (en) | Eye diagram measurement device and eye diagram measurement method | |
RU2179365C1 (en) | Method of transmission of discrete message and system for its realization | |
RU2284665C1 (en) | Device for cyclic synchronization | |
EP3846380A1 (en) | Clock and data recovery circuit | |
RU2542900C2 (en) | Method of establishing synchronisation of pseudorandom sequences | |
RU2239953C2 (en) | Frame alignment device | |
RU176659U1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
US10447434B2 (en) | Method and apparatus of processing a digitally encoded radio signal | |
RU2348117C1 (en) | Device for cyclic synchronisation | |
RU2280956C1 (en) | Device for synchronization by cycles | |
RU2747777C1 (en) | Method of receiving signals of relative phase telegraphy in devices for receiving signals with phase manipulation | |
RU2812335C1 (en) | Code pattern synchronization device | |
RU2231228C1 (en) | Frame synchronization device | |
RU2310978C2 (en) | Discontinuous matched filter | |
RU2752003C1 (en) | Device for receiving relative phase telegraphy signals with increased immunity | |
RU2133501C1 (en) | Method and device to identify classes of signals | |
RU2538949C1 (en) | Pulse counting method and device | |
RU2743233C1 (en) | Method of transmitting and receiving discrete messages in complex of decametric radio communication | |
RU2480839C1 (en) | Device to receive discrete signals | |
SU1049921A1 (en) | Stochastic correlator | |
SU1647914A1 (en) | Device for reception of repeatedly transmitted data |