Устройство для цикловой синхронизации

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства21770Заявлено 23,Х,1969 ( 1369467/18-24)с присоединением заявки1 К 6 061 1/О Комитет по делам обретений и открыт ри Совете Министро СССРвторызобретени гнев и Б. П. Крысин В аявит ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИ СТРО ЙСТВО ится к области вычисли тожет быть использован едачи данных при нали Изобретение отнотельной техники ив системах для перчии помех.При передаче реные (канальные) силяют собой двоичньределенной статистленные на циклы.информации необхосинхронизация окон щений выходера представтельности опктуры, раздерного приема ая цикловая атов. чевых сооб гналы воко е последов ической стр Для достов дима жестк ечных аппа ующие методы синхронизации воычно строятся на принципах, не их статистических характеристик сигналов, и основаны на выделении синхронизации специального часи временного канала за счет замет- щения объема передаваемых даненно вокодера. В таких устройстпередаваемых синхроданных обычют из условия обеспечения задан- и надежности синхронизации при каналам с определенными характеЕсли же в ходе работы эти хаки претерпевают изменения, то хроданных может оказаться либо ным, либо излишне большим, т. е.устройства синхронизации и хаки канала связи в таких устройстСуществкодеров обучитывающвыходныхдля нуждтотного илного сокраных собстввах объемно выбираной степенработе пористиками.рактеристиобъем синнедостаточпараметрырактеристи вах не являются согласованными в статистическом смысле.В ряде случаев применяют автономную синхронизацию, когда после первоначального пу ска синхронная работа обеспечивается засчет стабильности датчика опорных частот.Однако автономные методы синхронизации не применимы в сетях связи с оперативной автоматической коммутацией каналов и ис точников информации, поскольку каждая новая коммутация требует нового фазового пуска.Указанные недостатки в значительной мере устранены изобретением по основному 15 авт. св.217705, где предложено устройство для цикловой синхронизации датчиков двоичной информации, в котором основные параметры: время вхождения в синхронизм 1 и время удержания синхронизма 1 уд, - 20 могут быть согласованы с характеристикамиканалов связи. Достигается это путем введения в цикловую последовательность маркера и применения метода многократного логического умножения символов одного и того же 25 разряда различных циклов принимаемогосигнала в сочетании с применением устройств повышения достоверности (УПД). Это устройство позволяет, в принципе, обеспечить сколь угодно большое впемя удержания син хронизма в каналах с любой величиной по321809 60 65 3терь достоверности. При этом поиск и выделение синхроимпульса осуществляются в ходе всего сеанса работы, так что при потересинхронизации последняя восстанавливаетсяза время, равное времени вхождения в синхронизм.Однако для работы такого устройства синхронизации требуется выделять определенную долю емкости канала связи для передачимаркера.Цель, изобретения - увеличение пропускной способности канала связи,Цель достигается использованием для цикловой синхронизации особенности импульсного сигнала вокодера, который, как и обычнаяречь, имеет естественные паузы между звуками, словами, фразами. В отсутствие акустических шумов у передающего абонента паузеречевого сигнала соответствует определеннаяФ-разрядная комбинация. При наличии шумов в линейном сигнале вокодера в паузахречевого сигнала наблюдаются цикловыекомбинации, в которых устойчивы лишь символы (У - Й) разрядов, причем номера разрядов в цикле, соответствующие им символы ивеличина Й определяются для данного вокодера только уровнем и природой входныхакустических шумов. Такая (М - й) -разрядная комбинация устойчива в определеннойобласти уровней шумов. При этом весь возможный диапазон изменения уровня шумаможет быть разбит на Ь перекрывающихсяобластей, каждой из которых соответствуетсвоя (У - Й;)-разрядная устойчивая комбинация в пределах каждого цикла выходнойдвоичной последовательности (=1, 2 Ь).Комбинации эти могут быть обнаружены приемной частью устройства цикловой синхронизации, В предлагаемом устройстве нет надобности определять момент появления паузы иее длительности, поскольку появившаяся вречевом сигнале пауза автоматически влечетза собой возможность осуществления синхронизации по циклам. В результате вся информационная емкость канала связи используется только для передачи собственно речевогосообщения,При работе предлагаемого устройства происходит непрерывное наложение периодической кодовой комбинации на информационную последовательность в передающей частис целью уменьшения вероятности регистрации анализируемых (Ж - А;)-разрядных комбинаций с ложной фазой и устранение этогоналожения в приемной части устройства.Приемная часть устройства обеспечивает возможность преобразования двоичной последовательности, поступившей на вход устройствадля цикловой синхронизации, к виду, допускающему ее обработку с помощью основного устройства.На чертеже приведена блок-схема передающей и приемной частей устройства для цикловой синхронизации вокодера. Устройстводля синхронизации вокодера условно разде 5 о 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4лено на пять частей: передатчик 1; приемник, состоящий из анализирующего блока 2 и блока поиска синхроимпульса 3; блок повышения достоверности и хронизатор 4 и блок 5 устранения наложения кодовой комбинации на информационную последовательность вокодера.Передатчик устройства состоит из генератора кодовой комбинации б н схемы сложения по модулю два 7, На вход 8 последней поступает кодовая комбинация с числом У двоичных разрядов, равным числу двоичных разрядов в цикле выходного сигнала, а на вход 9 поступает информационная последовательность с импульсного выхода вокодера. С выхода 10 информационная последовательность с наложенной на нее в каждом цикле кодовой комбинацией поступает в канал связи. С выхода 11 синхроимпульс, вырабатываемый генератором кодовой комбинации, поступает на запись в хронизатор передающей части вокодера.Приемник 2 содержит линию задержки 12 на й двоичных разрядов, на вход 1 З которой поступает двоичная последовательность из канала связи, анализаторы устойчивых комбинаций 14, 18, 1 б, подключенные к выходу 17 линии задержки 12, с количеством анализируемых разрядов в каждом, определяемым экспериментально при действии на вход вокодера акустических шумов различной интенсивности, и схему ИЛИ 18, на входы которой поступают сигналы с выходов анализаторов 14, 1 б, 1 б,Блок поиска синхроимпульса 3 содержит линию задержки 19, двоичный счетчик 20, триггер 21, составляющий вместе с выходом 22 счетчика 20 и выходом 2 З линии задержки 19 логическую цепь для перевода блока поиска синхроимпульса из режима заполнения в режим поиска синхроимпульса; ячейку И 24, через которую из блока 2 со входа 25 заполняется линия задержки 19; ячейку И 2 б, предназначенную для операции поиска синхроимпульса, и разделительную ячейку ИЛИ 27.Блок повышения достоверности выделения синхроимпульса содержит логическую ячейку И 28 с тремя выходами: 29 для переключения всего устройства из режима поиска синхроимпульса в режим заполнения после выделения на выходе ЗО счетчика 20 первого импульса; выход 81 для записи выделенного синхроимпульса в устройство З 2; выход ЗЗ, импульс с которого в логической ячейке И 84 сравнивается по фазе с импульсом, выделенным в результате предшествующего анализа; устройства З 2 и З 5, запоминающие фазу выделенных импульсов; ячейки И З 4 и Зб, соединенные последовательно и сравнивающие фазы импульсов, записанных в устройствах памяти З 2 и Зб, с фазой вновь выделенного импульса; хронизатор З 7, выполненный в виде двоичного регистра сдвига с числом У разрядов и устройством гашенияранее записанного в регистр синхроимпульса вновь выделенным, который переписывается в регистр и может быть снят с выхода 38 с любой необходимой для оконечного аппарата фазой.Блок устранения наложения .кодовой комбинации на информационную последовательность содержит генератор кодовой комбинации 39, запускаемый выделенным синхроимпульсом с выхода 40 ячейки И 36, и схему сложения по модулю два 41, на вход 42 которой поступает двоичная последовательность из канала связи непосредственно, а на вход 43 в кодовая комбинация с выхода генератооа 39.Работает предлагаемое устройство следующим образом,Генератор кодовой комбинации 6 передатчика вырабатывает периодическую последовательность двоичных знаков с периодом, равным длительности цикла, которая поступает на вход 8 схемы 7 сложения по модулю два, на другой вход 9 которой поступает ин фоомационная двоичная последовательность.Эта схема осуществляет непрерывное наложение символов кодовой комбинации на информационную последовательность, При отсутствии акустических шумов на входе (практически при уровнях шумов 65 дб и ниже) в паузах речевого сигнала вокодер может генерировать цикловые комбинации, допускающие их регистрацию анализаторами приемника с ложной фазой. Наложением на них спецально выбранной У-разрядной комбинации увеличивают кодовое расстояние между анализируемыми при приеме устойчивыми комбинациями (соответствующими речевым паузам) и комбинациями, получаемыми из них же за счет фазовых сдвигов, Количество символов в этих устойчивых комбинациях определяют экспериментально для оазличных уровней акустического шума. Количество устойчивых комбинаций выбирают так, чтобы обеспечить перекрытие всего диапазона уровней акустических шумов, воздействующих на вход вокодера. Генератор 6 выоабатывает также синхроимпульсы, поступающие в каждом цикле с выхода 11 в передающую часть вокодера.Принцип работы приемной части устройства (блоки 2, 3, 4, 5) сводится к такому преобразованию входной последовательности в анализирующем блоке 2, которое обеспечивает выделение последующей схемой (блоки 3 и 4) синхроимпчльсов из поступающего на ее вход сигнала. Поступающая из канала связи на вход 13 последовательность заполняет линию задержки 12 и с ее отводов 17 подается на анализаторы 14, 15, 16. При возникновении в линии задержки одной из устойчивых комбинаций на выходе соответствующего анализатора вырабатывается импульс. Импульсы с выходов анализаторов 14, 15, 16 объединяются схемой ИЛИ 18 и далее поступают на вход 25 блока поиска синхроимпульса 3. 5 10 15 го 25 зо 35 40 45 ю 55 60 65 В сигнале, поступившем с выхода анализирующего блока, наблюдаются серии импульсов на позиции синхронизации. Одновременно импульсы присутствуют и на остальных позициях цикла за счет случайного набора анализируемых комбинаций из входного сигнала, но вероятность появления этих импульсов много меньше вероятности появления импульса на позиции синхронизации, В дальнейшем импульсы, выделенные анализаторами с ложной фазой, устраняются блоками 3 и 4,Преобразованная в блоке 2 последовательность через схему И 24, на второй вход которой с тактовой частотой поступают импульсы с выхода 44 динамического триггера 21, и схему ИЛИ 27, заполняет линию задержки 19, число разрядов У которой равно числу разрядов в цикле передачи.Первым импульсом с выхода 23 линии задержки 19 динамический триггер 21 опрокидывается, и с его выхода 45 импульсы с тактовой частотой поступают на вход схемы И 26. На два других ее входа поступают информационная последовательность из канала связи и та же последовательность, задержанная на цикл передачи в линии задержки 19, Схема 26 производит операцию логического умножения символов, разнесенных на цикл. Поскольку в импульсной последовательности, поступающей с выхода анализирующего блока 2, появление единиц наиболее вероятно на позиции синхронизации, то по истечении определенного количества циклов, определяемого статистикой преобразованного блоком 2 сигнала, в линии задержки 19 остается только одна единица, соответствующая по. зиции синхоонизации,Выход 23 линии задержки 19 соединен с циклическим счетчиком нулей 20 емкостью У+1 двоичных знаков. Каждый импульс с выхода 23 устанавливает счетчик 20 в начальное состояние, Когда в линии задержки 19 остается только одна единица, счетчик .чосчитывает до значения Ю, и на его выходе 30 появляется импульс, о фазе которого делается предположение, что она соответствует фазе синхроимп льса. В том случае, если это подтверждается импульсом на выходе 46 схемы И 26, на выходе И 28 появляется импучьс. Импульсом с выхода 29 стирается последняя единица в линии задержки 19. Одновременно импульс с выхода 31 синхронизирует рекуррентную линию задержки 32 и поступает на вход 33 схемы И 34. Так как в линии задержки 19 после стирания не остается единиц, то циклический счетчик 20 насчитывает Лг+1 нулей, и на его выходе 22 пои этом возникает импульс, опрокидывающий триггер 21. В результате ячейка И 26 закрывается, а через ячейку И 24 инАомапия из канала связи начинает поступать плинию задержки 19, и блок 3 снова пегехочит в режим поиска синхроимпульса.Поскольку на выходе 47 рекуррентной линии задержки 32 за каждый цикл формируетсяимпульс, фаза которого определяется фазой ранее выделенного синхроимпульса, то в случае совпадения с ней фазы импульса, выделяемого в процессе анализа, на выходе схемы И 34 появляется импульс, который уже с большей достоверностью, чем импульс на выходе схемы И 28, может быт синхроимпульсом. Для его выделения необходимо, чтобы за два следующих подряд элементарных процесса анализа на выходе схемы И 28 выделялся импульс с одной и той же фазой. Синхронизируемая рекур рентная линия задержки 32 и схема И составляют устройство повышения достоверности. Для еще большего повышения достоверности выделения синхроимпульса такие устройства могут быть включены последовательно друг за другом (на чертеже показаны два таких устройства) .Выделенный схемой И 34 импульс синхронизирует по входу 48 рекуррентную линию задержки 3 б и одновременно поступает на вход 49 схемы И 3 б. При появлении на выходе схемы 34 следующего импульса, в случае его совпадения по фазе с импульсом, генерируемым в каждом цикле рекуррентной линией задержки 35 и поступающим на вход 50 схемы И 3 б, на выходе б 1 последней выделяется импульс. Этот импульс синхронизирует хронизатор (кольцевой регистр) 37, откуда необходимый для работы приемной части вокодера синхроимпульс может быть снят в любой требуемой фазе,Импульс с выхода 40 схемы И 36 синхронизирует также генератор кодовой комбинации 39 блока устранения наложения кодовой комбинации на информационную последовательность вокодера. Последовательность, вырабатываемая генератором 39, тождественна последовательности, вырабатываемой генератором б в передатчике устройства. Эта последовательность с выхода генератора 39 поступает на вход 43 схемы 41 сложения по модулю два; на другой вход 42 схемы 41 5 поступает двоичная последовательность изканала связи. Благодаря двойному сложению символов информационной последовательности с одними и теми же символами кодовой комбинации в передающей и приемной частях 10 устройства восстанавливается исходная информационная последовательность, которая с выхода 52 подается в приемную часть собственно вокодера,Предмет изобретенияУстройство для цикловой синхронизации поавт, св.217705, отличающееся тем, что, с 20 целью увеличения пропускной способностиканала связи, оно содержит генераторы кодовой комбинации, вокодер, схемы сложения по модулю два, линию задержки, анализаторы устойчивых комбинаций и схему ИЛИ, 25 первый вход первой схемы сложения по модулю два подключен к выходу первого генератора кодовой комбинации, второй вход первой схемы сложения по модулю два подключен к выходу вокодера, вход линии за держки подключен ко входу канала связи, авыходы линии задержки соединены со входами анализаторов устойчивых состояний, выходы анализаторов соединены со входами схемы ИЛИ, а выход схемы ИЛИ соеди нен со входом блока поиска синхроимпульса,первый вход второй схемы сложения по модулю два соединен с выходом второго генератора кодовой комбинации, а второй вход второй схемы сложения по модулю два под ключен ко входу канала связи,3218091 1 ГцЧСоставитель В. Шумский дактор И, Орлова Техред 3. Тараненко Корректоры: О, Тюрини И. Шматоваказ 30/10 Изд,1737 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4(5Типография, пр, Сапунова, 2