SU1450123A1 - Устройство цикловой синхронизации последовательного модема - Google Patents

Abstract

Изобетение относитс  к области электросв зи. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажени х вхолного радиосигналао В устр-во дл  достижени  цели введены формирователь (Ф) 4 сигнала включени  режима ускоренного поиска, квадратурный фазовый детектор (КФД) 8, элемент ИЛИ 9 и К анализаторов 10 синхронизма. Ф 4 содержит дели

Description

Изобретение относитс  к электросв зи и может использоватьс  дл  выделени  периодических участков входного радиосигнала в последовательном модеме, в котором осуществл етс  периодический контроль радиоканала дл  последун дих анализа искажений входного радиосигнала и вынесени  решени  о переданных дискретных сиг- цалахо

Целью изобретени   вл етс  повышение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажени х входного радиосигнала.

На фиг,1-3 представлены соответственно структзгрные электрические схемы устройства цикловой синхронизации . последовательного модема формировател  сигнала включени  режима ускоренного поиска и формировател  сигнала Установление синхронизма ; на фиг,А - временны е диаграммы, -по сн ющие работу устройства цикловой синхронизации последовательного модемао

Устройство цикловой синхронизации последовательного модема содержит перемножитель 1, блок 2 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), формирователь 3 сигнала рассинкронизации, формирователь 4 сигнала включени  режима ускоренного поиска, усредн ющий блок 5, управл емый генератор 6 тактовых импульсов, регистр 7 сдвига, квадратурный фазовый детектор (КФД)

8, элемент ИДИ 9, К анализаторов 10 синхронизма.

Формирователь 3 сигнала рассинх- ронизации содержит ключ 11, перемножитель 12, фильтр 13 нижних частот (ФНЧ), двухполупериодный вьшр митель 14, формирователь 13 импульсов, элемент ИЛИ 16, инвертор 17.

Каждьй из К анализаторов 10 синхронизма содержит перемножитещ 18, блок 19 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), формирователь 20 сигнала Установление синхронизма, блок 21 задержкио

Фор1дарователь 4 сигнала включени  режима ускоренного поиска содержит делитель 22 частоты, первый 23 и второй 24 счетчики импульсов, элемент ШШ 25, инвертор 26, первый 27 и

0 второй 28 коммутаторы, первый 29 и второй 30 элементы совпадени .

Квадратурный фазовый детектор (КФД) 8 (20) содержит вьтр митель 31, первый фильтр 32 нижних частот (ФНЧ), первый формирователь 33 сигнала , фильтр 34 верхних частот (ФВЧ), выпр митель 35, второй фильтр 36 нижних частот (ФНЧ), второй формирователь 37 сигнала и элемент И 38.

0 Устройство работает следункцкм образомо

Входной сигнал состоит из двух . частей: А - реакци -канала св зи (радиоканала) на периодический зон5 дирующий сигнал (далее - реакци ) она медленно по сравнению с периодо зондировани  канала Т может измен ть свою форму из-за замираний лучей , изменени  их параметров (фиго4 а); Б - реакци  канала на пакеты информационных сигналов, пердаваемых в промежутках между зонди- ругацими сигналами (рабочие пакеты).

Реакци  на рабочие пакеты случайна вследствие случайного характера передаваемой информации и случайног изменени  свойств канала св зи. Она  вл етс  сильной помехой при приеме реакции на зондирущий сигнал и мешает установлению цикловой синхронизации вследствие случайности непре рьшного быстрого изменени  своей формы.

В регистре 7 (фиг,1) на выходах его разр дов формируютс  периодические импульсные последовательности большой скважности с периодом, равным периоду зондировани  канала Т

- - Ь

ki .«

и длительностью

где -N м -N

число элементов разбиени  цикла зондировани , равное числу элементо в регистре сдвига (фиГоА б). Полагаетс , что максимальна  длительность реакции содержит целое число таких импульсов: р(К+1)

Одна из этих стробирующих последовательностей подана на перемножитель 1 и блок 2 ФАПН. Остальные стробирующие последовательности поданы на К анализаторов 10, Перемножители 1 и 18 пропускают входной сигнал на вход i-й системы ФАПЧ (блоки 2 и 19 ФАПЧ) только в момент действи  импульса длительностью С из соответствующей i-и стробирукщей импульсной последовательности, т.е. используютс  как ключи Параметры блоков 2 и 19 ФАПЧ выбраны так, что они наход тс  в режима слежени , если на них периодически поступают радиоимпульсы с немен к дейс  или медленно мен кицейс  от импульса к импульсу начальной фазой Такому условию удовлетвор ют радиоимпульсы , полученные путем стробировани  временных участков реакции канала св зи на зондирующий сигнал, В этом случае на выходе КФД 8 и 20 формируетс  импульсна  последовательность , совпадакща  с i-й стробирую- щей импульсной последовательностью от регистра 7. Кажда  из i-x выход0

5

5

ных последовательностей задерживаетс  в cooTBeTCTBywpieM блоке 21 задержки на врем  i:,iC, где i 1,2,.. «К, причем в установившемс  режиме первой импульсной последовательностью считаетс  последовательность, соответству- квда  последнему (пр времени) участку реакции на зондирующгш сигнал. Все задержанные выходные импульсные последовательности оказываютс  совмещенными по времени и они поступают на элемент ИЛИ 9, на выходе которого действует совокупна  импульсна  последовательность , совпадающа  по времени 6 первой выходной импульсной последовательностью (фиг,4 в). Эта последовательность существует до тех пор, пока хот  бы одна из К+1 систем ФАПЧ 0 (блоки ФАПЧ 2,19) находитс  в состо нии синхронизма. Срыв слежени  в одном или нескольких К анализаторов 10 не приводит к срыву обнаружени  реакции.

Совокупна  импульсна  последовательность (с выхода элемента ИЛИ 9) поступает на форьшрователь 4, который переключает в случае пропадани  совокупной импульсной последовательности цепь слежени  по задержке в режим ускоренного поиска. Последн   образована соединенными в кольцо ключом 11, перемножителем 12, дискриминатором (ФНЧ 13, двухполупериодный выпр - митель 14, формирователь 15), формирователем 4, усредн ющим блоком -5, ттравл емым генератором 6, регистром 7, включенного по схеме кольцевого счетчика-распределител , элементом ИЛИ 9, Отсутствие совокупной импульсной последовательности может .быть, если все K+l стробирующих импульсных последовательностей приход тс  на рабочий пакет, где состо ние синхронизма блоков 2 и 19 ФАПЧ невозможно, Поиск осуществл тс  за счет принудительного изменени  (увеличени ) частоты управл емого генератора 6 с помощью формировател  4 таким образом, что стробирующие импульсные последовательности сдвигаютс  во времени относительно входного сигнала до тех пор, пока на выходе блока 2 ФАПЧ не по вл етс  перва  выходна  импульсна  последовательность. При этом формирователь 4 переключает цепь слежени  по задержке в режим слежени ,

Таким образом, благодар  разбиению принимаемого (входного) сигнала

0

0

5

0

5

на.N коротких элементов, суммарна  длительность которых равна длитель- йости цикла передачи (зондировани ), каждый из блоков 2 и 19 ФАПЧ обнаруживает и отслеживает по несущей частоте и по времени прихода соот- етствующий участок периодически пос- фупакщей реакции канала на зондирую- сигнал независимо от характера юдул ции реакции канала на зондиру-  ций сигнал и значени  частотного вига этого участка. I С помощью ключа 11 (формировате- IIH 3) из входного сигнала селекти- Ьуетс  отрезок, длительность которого Ьавна двум элементам разбиени  цикла фондировани  2 . Импульс, управл ю- tyoi ключом 11, формируетс  с помощью Элемента ИЛИ 16 из импульсов, поступающих с выходов первого и послед- )него разр дов регистра 7. Радиоим- 1ульсный сигнал после синхронного детектировани  в перемножителе 12 Превращаетс  в видеоймпульсный на выходе ФНЧ 13. Двухполупериодный рыпр митель 14 превращает видео- импульсный сигнал в однопол рньй, что необходимо, поскольку части длинного сигнала могут быть положительными и отрицательными в зависимости от знака частотного сдвига и начальной частоты управл емого генер атора блока 2ФА11Ч,а также закона изменени  комплексной огибающей входного сигнала на интервале стробировани  2 CM . После формировател  15 этот сигнал превращаетс  в периодически следующий однопол рньй видеоимпульс с уровнем логической 1. Его задний фронт соответствует началу реакции канала на рабочий пакет. Длительность его в установившемс  режиме равна .

Если стробируквдий импульс (с выхода элемента ИЛИ 16) захватывает реакцию на рабочий пакет больше, чем половиной своей длительности, то длительность выходного импульса формировател  15 становитс  меньше Оц,, а в пределе может стать равной нулю. Если стробирукщий импульс,захватывает реакцию на зондируюпщй сигнал больше, чем половиной своей длительности , то длительность выходного импульса формировател  15 становитс  больше С к, и в пределе может стать равной 2 fj,.

Таким образом, дискриминатор (в составе ФНЧ 13, дЪухполупериодного

1450123

выпр мител  14 и формировател  15} преобразует рассогласование по времени между входным сигналом и опорным сигналом с выхода элемента ИЛИ 16 в длительность выходного импульса.

В установившемс  режиме, периоди- чески следующий выходной импульс формировател  15 поступает через формирователь 4 на :усредн гаций блок 5, которьй может быть выполнен в виде последовательно соединенных реверсивного счетчика и цифроаналогозого преобразовател о

Формирователь 4 (фиг.2), работает следукмдим образом В режиме синхронизации на входе сброса первого и второго счетчиков (23 и 24) поступают от КФД 8 и с выхода элемента ИЛИ 9 периодические импульсные последова10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

тельности, которые сбрасывают пер- вьй 23 и второй 24 счетчики до того, как они переполн тс  импульсами, поступающими от управл емого генератора 6.

Состо ние на выходах первого 23 и второго 24 счетчиков в этом режиме - логическа  1, котора  через элемент ИЛИ 25 с помощью инвертора 26 держит первый коммутатор 27 и через первый элемент 37 совпадени  второй коммутатор 28 в режиме пропускани  процессов по их первым информационным входам . При этом тактовые импульсы с третьего входа формировател  4 проход т на его соответствующий выход к реверсивному счетчику, вход щему в усредн ющий блок 5 Через второй коммутатор 28 проходит импульсна  последовательность , содержаща  информацию о рассинхронизации (в виде длительности лргической 1), поступающа  на вход направлени  счета реверсивного счетчика, вход щего в усред ( н гаций блок 5 о При этом через второй элемент 30 совпадени  проходит инвертированна  периодическа  импульсна  последовательность, нулева  часть которой разрешает счет в реверсивном счетчике усредн ющего блока 5.

Если все периодические стробирую- щие импульсные последовательности приход тс  на рабочие пакеты, т.е. синхронизации нет (например, при вхождении в св зь), то на выходах формировател  8, элемента ИЛИ 9 дейс- /гвует логический О. При этом через некоторое число циклов первьй 23 и

Формирователь 4 (фиг.2), работает следукмдим образом В режиме синхронизации на входе сброса первого и второго счетчиков (23 и 24) поступают от КФД 8 и с выхода элемента ИЛИ 9 периодические импульсные последова0

5

0

5

0

5

0

55

тельности, которые сбрасывают пер- вьй 23 и второй 24 счетчики до того, как они переполн тс  импульсами, поступающими от управл емого генератора 6.

Состо ние на выходах первого 23 и второго 24 счетчиков в этом режиме - логическа  1, котора  через элемент ИЛИ 25 с помощью инвертора 26 держит первый коммутатор 27 и через первый элемент 37 совпадени  второй коммутатор 28 в режиме пропускани  процессов по их первым информационным входам . При этом тактовые импульсы с третьего входа формировател  4 проход т на его соответствующий выход к реверсивному счетчику, вход щему в усредн ющий блок 5 Через второй коммутатор 28 проходит импульсна  последовательность , содержаща  информацию о рассинхронизации (в виде длительности лргической 1), поступающа  на вход направлени  счета реверсивного счетчика, вход щего в усред ( н гаций блок 5 о При этом через второй элемент 30 совпадени  проходит инвертированна  периодическа  импульсна  последовательность, нулева  часть которой разрешает счет в реверсивном счетчике усредн ющего блока 5.

Если все периодические стробирую- щие импульсные последовательности приход тс  на рабочие пакеты, т.е. синхронизации нет (например, при вхождении в св зь), то на выходах формировател  8, элемента ИЛИ 9 дейс- /гвует логический О. При этом через некоторое число циклов первьй 23 и

второй 24 счетчики переполн  сь, . В

.11

реход т в состо ние жиме - режиме поиска налы формировател  4

этом ре- выходные сиг- не завис т от

выходных сигналов формировател  3. Код реверсивного счетчика усредн ющего блока 5- непрерывно увеличиваетс , что вызывает увеличение частоты управл емого генератора 6, что приводит к передвижению стробирукнцих импульсных последовательностей относительно задней грани1ц 1 реакции канала . Как только на выходе элемента ИЛИ 9 по вл етс  периодическа  импульсна  последовательность, второй счетчик 24 переходит в состо ние 1 а первый коммутатор 27 пропускает на свой выход тактовые импульсы с выхода делител  22. При этом скорост изменени  кода реверсивного счетчика усредн ющего блока 5 уменьшаетс . Уменьшаетс  и скорость поиска, который продолжаетс  до тех пор, пока на выходе КФД В не по вл етс  периодическа  импульсна  последовательность , перевод ща  первый счетчик 23 в состо ние 1.

КФД 8 (20) (фиг.З) работает следующим образом. В синхронном состо нии блока 2(19) ФАПЧ на информационный вход КФД 8 (20) поступает радиоимпульс . В первом формирователе 33 вырабатьгоаетс  решение о наличии входного радиоимпульса. Если его амплитуда не ниже номинального значени , то на выходе первого формирова114 II

тел  33 вырабатываетс  сигнал 1 В противоположном случае на выходе последнего действует сигнал О, зап рещающий прохождение сигнала через элемент И 38. В синхронном состо нии блока 2 (19) ФАПЧ сигнал с дополнительного выхода и выхода соответсвенно блоков 2 и 19 ФАПЧ  вл етс  почти посто нным напр жением, которое не пропускаетс  ФВЧ 34. При это на выходе второго формировател  37 вырабатываетс  сигнал 1. В результате на выходе элемента И 38 образуетс  сигнал 1, указьшающий, что блок 2 (19) ФАПЧ находитс  в синхронном состо ниис

Ксли блок 2 (19) ФАПЧ не в сое- то нии отследить с достаточным качеством несу1чую входных радиоимпульсов из-за действи  помехл шш модул ции (когда стробируищий импульс приходитс  на реакцию канала на раб

Ш

15

, JQ

чий пакот) колебательна  составл юща  на дополнительном выходе и выходе соответственно блоков 2 и 19 ФАПЧ резко возрастает, рроходит через ФВЧ 34, выпр мл етс  и фильтруетс  соответственно в выпр мителе 35 и ФНЧ 36 и переводит второй формирователь 37 в состо ние логического О. На выходе элемента И 38 действует при этом сигнал О - символ отсутстви  синхронизма., Он действует и при амплитуде входного сигнала ниже номинальной - при его отсутствии или селективном по времени замирании.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   45

   Устройство цикловой синхронизации последовательного модема, содержащее последовательно соединенные усредн ющий блок, управл емый генератор тактовых импульсов, регистр сдвига и формирователь сигнала рассинхрониза5 ции, последовательно соединенные перемножитель и блок фазовой автоподстройки частоты, первьпЧ вход перемножител  подключен к выходу регистра сдвига, а второй вход перемножител   вл етс 

   д входом устройства, отличающе- е с   тем, что, с целью пoв шJeни  помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажени х входного радиосигнала, введены последовательно соединенные квадратурньы

   фазовый детектор, элемент ИЛИ и формирователь сигнала включени  режима ускоренного поиска, а также К анализаторов синхронизма, выходы которых подсоединены к соответствующим входам элемента ШМ, при этом информацион- ньй и тактовый входы квадратурного фазового детектора подключены соответственно к выходу перемножител  и дополнительному выходу блока фазовой автоподстройки частоты, второй, третий , четвертый и п тый входы формировател  сигнала включени  режима ускоренного поиска подключены соответственно к выходам квадратурного фазового детектора и управл емого генератора тактовых импульсов и первому и второму выходам формировател  сигнала рассинхронизации, второй, третий и четвертьй входы которого

   50

   55 подключены соответственно к первому дополнительному выходу регистра сдЬи- га, второму входу перемножител  и выходу блока фазовой автоподстройки

   частоты, второй вход которого подключен к выходу регистра сдвига, выходы формировател  сигнала включени  режи- ма ускоренного поиска подсоединены к соответствуиадим входам усредн ющего блока, дополнительный вход регистра : сдвига подключен к второму дополни- I тельному выходу регистра сдвига, К I третьих дополнительных выходов которого подсоединены к первым входам К I анализаторов синхронизма, вторые I входы которых подключены к второму входу перемножител , причем первый I дополнительный выход регистра сдвига I  вл етс  выходом устройства, а формирователь сигнала рассинхронизации содержит последовательно соединенные I ключ, перемножитель, фильтр нижних I частот, двухполупериодный выпр ми- I тель и формирователь импульсов, пос- 1 ледовательно соединенные элемент ИЛИ и инвертор, выход элемента ШШ подсоединен к управл ющему входу Ключа, причем первый и рторой входы

   5

   0

   элемента ШШ, информационньй вход ключа, второй вход перемножител , а также выходы формировател  импульсов и инвертора  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим и четвертым входами и первым и вторым выходами формировател  сигнала рассинхронизации , каждый из К анализаторов синхронизма содержит последовательно соединенные перемножитель, блок фазовой автоподстройки частоты, фop шpoвaтeль сигнала Установление синхронизма и блок задержки, информационный вход формировател  сигнала Установление синхронизма подключен к выходу перемножител , пер- вьй вход которого, объединенный с вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, второй вход перемножител  и выход блока задержки  вл ютс  соответственно первым и вторьш входами и выходом К анализаторов синхронизма .

   а8.г

   и.г.Ъ

   а

   Реончи 

   PffSo /tft/ /rofffm

   J

   6

   Составитель В.Орлов Редактор Г.Волкова Техред М.Двдык Корректор О.Кравцова

   Заказ 6977/55

   Тираж 660

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 .

   Производственно-поли1 рафическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   rZL

   ffU9.

   Подписное