Устройство для синхронизации -последовательности

. Республик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11) 1 ОО 3375(23) Приоритет Н 04 1. 7/10С 01 й 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.03,83 нноП.П.Завинтив и В.Н.Наумов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ И-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Изобретение относится к устройствам для синхронизации псендошумового сигнала и может использоватьсядля установления начальной синхронизации приемника и передатчика,5Известно устройство для синхронизации двоичного псендошумоного сигнала (ПШС) с последовательным выбором оценок символон ПШС, содержащеефильтр нижних частот, блок формирования оценок, генератор тактовыхимпульсов, генератор ПШС, блок выне-сения решения 13.Измерение фазы ПШС в этом устройстве осуществляется путем формиронания оценки п независимых символовПШС, однозначно определяющих фазуПШС,Недостатком устройства являетсябольшое нремя синхронизации при малом отношении сигнал/шум из-за низкой надежности формируемых оценокфаэы ПШС.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для определения фазы двоичного псевдошумового сигнала, содержащее последовательно соединенныефильтр нижних частот (ФНЧ), двухпороговый решающий элемент, блок формирования оценок, блок управления (БУ), а также генератор тактовых импульсов, генератор ПШС, блок коммутации, вычислитель, блок логики и блок вынесения решений, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом генератора ПШС и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый выход БУ соединен с управляющим входом вычислителя, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оценок, второй выход БУ соединен с управляющим входом блока коммутации, и выходов генератора ШПС через блок коммутации соединены с и входами вычислителя и первыми и входами блока логики, выход блока логики соединен с первым входом блока вынесения решений, второй вход которого соединен с входом фНЧ, выход блока вынесения решений соединен с третьим входом БУ ( 2 1.Недостатком устройства является болыаое время синхронизации при ма,лых отношениях сигнал/шум на входе устройства, обусловленное низкой надежностью оценок фазы ПШС, что приводит к необходимости многократного повторения процедуры изм рения фазы.Цель изобретения " повышение быстродействия и расширение динамического диапазона.Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации М-,последовательности двоичного псеа дошумового сигнала, содержащее после-, довательно соединенные фильтр нижних частот, двухпороговый,решающий элемент, блок формирования оценок, блок управления, а также генератор так-, 1 О товых импульсов, генератор псевдошу-. мового сигнала, блок коммутации, вычислитель, блок. логики и блок вынесения решений, причем выход .генератора тактовых импульсов соединен 15 с входом генератора псевдошумового сигнала и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый выход блока управления соединен с .управляющим входом вычислите О ля, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оценок, второй выход блока управления ,соединен с управляющим входом блокакоммутации, выходы генератора псевдо-р 5 шумового сигнала через блок коммутации соединены с входами вычислителя и первыми входами блока логики, выходблока логики соединен с первым входомблока вынесения решения, второй вход которого соединен с входом фильтранижних частот, выход блока вынесениярешения соединен с третьим входом блока управления, введен блок реверсивных счетчиков, входы которого соединены с выходами вычислителя, управ- Э ляющий вход соединен с третьим выходом блока управления, а выходы соединены с другими входами блока логики.Введение в устройство-прототип 4 О блока реверсивных счетчиков приводитк уменьшению среднего времени измерения фазы ПШС, так как накопление коэффициентов в блоке реверсивных счетчиков увеличивает вероятность правильной оценки фазы, что уменьшает число попыток измерения фазы ПШСпри Фиксированном отношении сигнал/ /шум, а также позволяет расширить диапазон работы устройства по от О ношению сигнал/шум на входе устройства при сохранении среднего времени измерения фазы ПШС неизменным.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство состоит из фильтра 1нижних частот .(ФНЧ), двухпороговогорешающего элемента 2, блока 3 формирования оценок, блока 4 управления (БУ), генератора 5 тактовых импульсов, генератора 6 ПШС, блока 7коммутации, вычислителя 8, блока 9логики, блока 10 вынесения решения,блока 11 реверсивных счетчиков,Предлагаемое устройство работаетследующим образом. Фильтр 1 нижних частот обеспечивает фильтрацию символов принимаемого псевдошумового сигнала из шума. Двухпороговый решающий элемент 2 вырабатывает сигнал +1, если выходной сигнал ФНЧ 1 больше положительного порога, вырабатывает сигнал -1, если сигнал на выходе Фильтра 1 меньше отрицательного порога, и вырабатывает сигнал О, если сигнал на выходе Фильтра 1 не превышает положительный порог, но большеотрицательного порога. Блок 3 Формирования оценок Формирует логические ф 1 ф и "0" в момент поступления тактового импульса от генератора 5 тактовых импульсов. Логика работы блока 4 управленияпочти полностью совпадает с логикойработы блока управления устройства- .прототипа. Отличие состоит в том, чтопроцедура составления и решения системы уравнений выполняется не один (как в прототипе), а несколько (й), раз, а также имеется связь блока 4,управления с блоком 11 реверсивныхсчетчиков, по которой в блок 11 поступает управляющий сигнал, обеспечивающий выдачу в блок логики значенийзнаковых разрядов счетчиков.Генератор 5 тактовых импульсов, генератор 6 ПШС, блок 7 коммутации, вычислитель 8, блок 9 логики и бло) 10 вынесения решения полностью идентичны соответствующим блокам прототипа.Блок 11 реверсивных счетчиков содержит и реверсивных счетчиков, которые накапливают коэффициенты С (1=1,2п) за й циклов работы вычислителя.Псевдошумовой сигнал, прошедший через ФНЧ 1, поступает на двухпороговый решающий элемент 2, Если в тактовый момент сигнал с выхода ФНЧ 1превышает верхний (нижний) порог решающего элемента 2, то в блоке 3 формирования оценок форМируется логическая единица, (нуль). Сформированная в блоке 3 формирования оценок оценка г, поступает в блок 4 управления и вычислитель 8, В момент поступления оценки в блок 4 управления из генератора 6 ПШС в вычислитель 8 через блок 7 коммутации поступают п двоичных чисел а , 42 а 1, пРЕдставляЮщий сОбой заполнение регистра генератора 6 ПШС в данный тактовый момент. Если в тактовый момент сигнал с выхода ФНЧ 1 не превышает ни один из порогов решающего элемента 2, то в блоке 3 формирования оценок оценка не Формируется. После того, как в вычислитель 8 поступит о сформированных оценок по сигналу блока 4 управления, в вычислителе 8 осуществляетсярешение системы уравненийг( Д+ - знак суммирования по вод 2)и определяются коэффициенты С 1,С 2Сп. В слУчае, если системауравнений содержит линейно-зависимые уравнения, то одно из линейнозависимых уравнений заменяется новым15и система уравнений решается вновь.Вычисленные коэффициенты поступаютв блок 9 реверсивных счетчиков. Вкаждый счетчик записывается Х= 1,если С= 1, или Хд -1, если С= О,1 1,2п, После этого в вычислитель 8 енова поступают и оценок,. сформированных в блоке 3 Формирования оценок и соответствующие им группы чисел из генератора б ПШС. Еслина предыдущем этапе решения системыуравнений имелись линейно-зависимыеуравнения не использованные при ре"шении системы уравнений, то эти уравнения включаются во вновь составляющую систему уравнений, ЗОПроцедура составления системы уравнений и ее решения выполняется йраз (й-нечетное число). В результате в реверсивных счетчиках будут накоплены числа 35 где Х,= 2 С 4, - 14 ОС;,- коэффициенты С , вычисленныепри решении К-й системыуравнений;К 1 у 2 руйе-Знаковые разряды реверсивных счетчиков В, Я 2с 3,(д,= 1/ОГ,. если "накоплейиое в счетчйке число больше(меньше) нуля из блока 11 реверсивных счетчиков поступают в блок 9 логики. В блоке 9 Формируется 1-й элемент синфазного ПШС в соответствиис выражением8= ,1 оЛ "И 32 +;- +фЫ 3 п где С - текущий тактовый момент. 55Сформированный в блоке 9 ПШС пос- тупает в блок 10, в котором осуществляется проверка синфазности сформированного ПШС и ПШС, поступающегона вход устройства. 60Во время проверки синфаэности процедура составления системы,уравнений ирешения этой системы повторяется, что позволяет иметь новую оценку Фазы ПШС к моменту окончания режима проверки синфазности и умень- шает затраты времени на формирование оценок. Надежность сформированной оценки при этом все время увеличивается.Если сформированный ПШС оказывается несинфазным с сигналом, поступающим на вход устройства, то в блок логики 9 поступает следующая оценка фазы, и проверка синфазности повторяется. При вынесении решения о синфазности сформированного ПШС и поступающего на вход устройства процедура измерения фазы заканчивается.После завершения процесса измерения фазы принимаемого псевдошумового ,сигнала в блоке 9 логики формируется синфазный псевдошумовой сигнал.Таким образом, введение блока реверсивных счетчиков позволяет значительно повысить быстродействие устройства и его динамический диапазон,Формула изобретенияУстройство для синхронизации И-последовательности, содержащее последо" вательно соединенные фильтр нижних частот, двухпороговый решающий элемент, блок формирования оценок, блок управления, а также генератор тактовых импульсов, генератор псевдошумового сигнала, блок коммутации, вычислитель, блок логики и блок вынесения решений, причем выход генератора тактовых импульссв соединен с входом генератора псевдошумового сигнала и другими входами блока формирования оценок и блока управления, первый выход блока управления соединен с управляющим входом вычислителя, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования оценок, второй выход блока управления соединен с управляющим входом блока коммутации, выходы генератора псевдошумового сигнала через блок коммутации соединены с входами вычислителя и первыми входами блока логики, выход блока логики соединен с первым входом блока вынесения решения, второй вход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход блока вынесения решения соединен с третьим входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения его быстродействия и расширения динами. - ческого диапазона, в него введен блок реверсивных счетчиков, входы которого соединены с выходами вычислителя, управляющий вход соединен с третьим выходом блока управления, а выходы соединены с другими входами блока логики.Заказ 1592/47 Тираж 675 ПодписноеЫНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб , д, 4/5 Филиал ПГ 1 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Уорд Р. "Различение псевдошумовых сигналов методом последовательной оценки".-"Зарубежная радиоэлектроника", 1966, Р 3.2. Авторское свидетельство СССР Р 468187, кл. 6 01 В 25/08, 1973.