Устройство цикловой синхронизации

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЩД 11.1 Р:р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Минский радиотехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 1008921, кл. Н 04 Ь 7/08, .1983.Авторское свидетельство СССР У 1124441, кл. Н 04 Ь 7/08, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащее последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, коммутатор, формирователь проверочной последовательности и формирователь синдромной последовательности, последовательно соединенные первый элемент совпадения и первый счетчик импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения, а также первый и второй элементы ИЖ-НЕ, второй и третий счетчики импульсов, при этом второй вход формирователя тактовых импульсов подключен к первым входам второго счетчика импульсов и первого элемента совпадения, а выходы третьего счетчика импульсов подключены к второй группе входов блока сравнения, выходы которого через второй элемент ИЛй-НЕ подключены к второму входу коммутатора и первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к второму входу которого подключен соответствующий выход третьего счетчика импульсов, к первому входу которого, а также к вто рому входу первого счетчика импульсов подклвчен выход первого,элеЯО 1197122 А мента ИЛИ-НЕ, причем соответствующий вход формирователя проверочной последовательности объединен с пер- . вым входом коммутатора, третий вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены, сумматор по модулю два, блок приема М-последовательности, последовательно соединенные К 5 -триггер, ключ, блок коррекции 1 Ф-последовательности, регистр сдвига, блок считывания, генератор опорной М-последовательностиР и формирователь синдромной М-после довательности, последовательно соединенные блок измерения вероятности ошибки, кодопреобразователь, С мультиплексор и второй элемент совпадения, а также формирователь интерва- й ла анализа, третий элемент совпадения, четвертый счетчик импульса иФаЮ дешифратор, выходы которого подключены к информационным входам муль-типлексора, а к входам дешифратора 3 подключены выходы второго счетчика им- ффффф пульсов, к второму входу которого Ю подключен выход второго элемента сов- Я падения, первый и второй входы которого объединены соответственно с вторым и первым входами третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к В-входу НЯ-триггера, Б-вход которого объединен с вторым входом коммутатора, при этом выход формирователя проверочной последовательности подключен к первому входу блока приема М-последовательности, к второму входу которого и первому входу сумматора по модулю два под1197122 ключен соответствующий выход коммутатора, п ричем выход генератора опорной М-последовательности подключен к второму входу сумматора по модулю ва выход которого через формирователь синдромной последовательноости подключен к второму входу ключа, а выход локб ка приема М-последовательности подключен к второму входу блока коррекции М-последовательности, выход которого через формирователь синдромной М-последовательности подключен к второму входу первого элемента совпадения, выход которого подключен к первым входаам блока измерения вероятности ошибки и четвертого счетчика импульсов, к второму 1Изобретение относится к электросварке и может быть использовано дляцикловой синхронизации в аппаратуреповьппения достоверности передачи данных, в системах сбора и обработки 5дискретной информации, а также припередаче сигналов цифрового радио- ителевизионного вещания при кодировачнии их сверточными кодами с пороговоисхемой декодирования. 10Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости,На чертеже представлена структурная электрическая схема устройствацикловой синхронизации.Устройство цикловой синхронизациисодержит формирователь 1 тактовых импульсов, коммутатор 2, формирователь 3 проверочной последовательности, блок 4 приема М-последователь.ности, блок 5 коррекции М-последовательности, регистр 6 сдвига, блок 7считывания, .генератор 8 опорной .М-последовательности, формирователь 9синдрома М-последовательности, пер-." 25вый элемент .10 совпадения, первыйсчетчик 11 импульсов, блок 12 измерения вероятности ошибки, кодопреобразователь 13, мультипликатор 14,второй элемент 15 совпадения, вто- З 0рой счетчик 16 импульсов, формирователь 17 интервала анализа, дешифвходу которого и первому входу третьего элемента совпадения подключен.выход формирователя интервала анализа, к входу которого, а также квторым входам регистра сдвига и блока измерения вероятности ошибки и соответствующему входу генератораопорной М-последовательности подключен второй выход формирователя тактовых импульсов, а выход четвертогосчетчика импульсов через третийэлемент совпадения подключен к соответствующему входу блока считывания, . выход третьего счетчика импульсов подключен к третьему входу блока измерения вероятности ошибки. 2ратор 18, третий счетчик 19 импульсов, первый элемент ИЛИ-НЕ 20, И- триггер 21, блок 22 сравнения, второй элемент ИЛИ-НЕ 23, ключ 24, формирователь 25 синдромной последовательности, сумматор. 26 по модулю два,.четвертый счетчик 27 импульсов, третий элемент 28 совпадения.Устройство цикловой синхронизации ,работает следующим образом.Принятая кодовая последовательность в коммутаторе 2 разделяется на Ко информационных и на .проверочную последовательности.Символы информационных последовательностей одновременно поступают к корректору .ошибок и на вход формирователя 3 проверочной последовательности, где из принятых информационных символов формируются символы проверочной последовательности, которые поступают на первый вход блока 4 приема М-последовательности, на второй вход которого с и -выхода коммутатора 2 поступает последовательность, представляющая собой сумму по модулю два символов проверочной последовательности и М-последовательности, сформированных в кодере производится- формирование символов принятой М-последовательнос"ти. При наличии цикловой синхронизации подпотоков в коммутаторе 2 и при отсутствии ошибок в информационных и проверочных символах формирует" ся принятая М-последовательность 5 без ошибок, а при наличии ошибок или отсутствии цикловой синхронизации формируется принятая М-последовательность с ошибками. Однако структура принятой М-последовательности в том 10 и другом случае имеет разный характер: при наличии ошибок в информационных символах структура ошибок в принятой М-последовательности зави-, сит от структуры ошибок.и порождаю 15 щих полиномов О, (Р)кода, а приО)отсутствии цикловой синхронизации формируется случайная последовательность, отличная от структуры М- последовательности. СФормированная последовательность через блок 5 коррекции М-последовательности поступает на первый вход регистра 6 сдвига.Режим вхождения в синхронизм. 25Сформированные символы с выхода блока 4 приема М-последовательности одновременно через блок 5 коррекции М-последовательности поступают на первый вход регистра 6 сдвигаЗО и второй вход Формирователя, 9 синдрома М-последовательности, на первый вход которого поступают символы от генератора 8 опорной М-последовательности. Так как отсутствует цикловая синхронизация как генератора 8 опорной М-последовательности, так и коммутатора 2, то на выходе формирователя 9 синдрома М-последовательности формируется ненулевая последо О вательность.Большое число ненулевых символов (Р = 0,5) приводит к быстрому заполнению первого счетчика 11 импульсов, так как скорость нарастания 15 двоичного кода в этом счетчике значительно больше скорости нарастания дво" ичного кода порога в третьем счетчи ке 19 импульсов. В результате этого в какой-то момент времени происходит сравнение этих двоичных кодов и на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ 23 Формируется сигнал логической единицы "1", которым осуществляется сдвиг информационных подпотоков коммутато ра 2 на один такт, установка ВЯ-триггера 21 в нулевое состояние и через первый элемент ИЛИ-НЕ 20 установка в ."О" первого и третьего счетчиков 11и 19 импульсов, а также через второйэлемент 15 совпадения установка в "О"второго счетчика 16 импульсов.Одновременно символы с выхода формирователя 9 синдрома М-последоваттельности поступают на первый входчетвертого счетчика 27 импульсов итакже быстро заполняют его и по окончании интервала анализа формируетсяимпульс, поступающий на соответствую;".щий вход блока 7 считывания; произво- .дится перезапись информации иэ регистра 6 сдвига в генератор 8 опорнойМ-последовательности, который начина-ет генерировать М-последовательностьс новой фазы и далее цикл поиска фа-зы опорной М-последовательности продолжается аналогично.Кроме того, символы. опорной, М-последовательности поступают на второйвход сумматора 26 по модулю два, напервый вход которого с я;выхода коммутатора 2 поступают символы однойиз информационных последовательностей.В результате этого формируется последовательность, отличная от про-,верочной последовательности сформированной на передающей стороне,Символы сформированной последовательности поступают на первый входформирователя 25 синдромной последовательности, на второй вход которого поступают символы с выходаформирователя 3 проверочной последовательности; формируется ненулеваяпоследовательность отличная от синдромной последовательности. Так какВБ-триггер 21 находится в нулевом состоянии, то ключ 24 закрыт и коррекциясформированной последовательности блоком 4 приема М-последовательности не осуществляется,Одновременно также с выхода формирователя 9 синдрома М-последовательности символы поступают на первый вход блока 12 измерения вероятности ошибок, второй вход которогоподсоединен к выходу формирователятактовых импульсов, Производится определение вероятностичасти)ошибок в канале связи и Формированиена его выходе шестиразрядного кодавеличины вероятности ошибок. Кодвеличины вероятности ошибок поступает на кодопреобразователь 13, с помощью которого код преобразуетсяв трехразрядный код управления восьмивходовым мультиплексором 4. К ин,формационным входам мультиплексора 14 подключены выходы дешифратора 18, второго счетчика 16 импуль. сов, служащие для управления изменения) коэффициента счета второгосчетчика 16 импульсов.В соответствии с величиной вероятности ошибок код управления мультиплексора 14 приводит к появлению навыходе мультиплексора 14 одного изсигналов дешифратора 18, Сигнал свыхода мультиплексора 14 поступаетодновременно на один из входов,третьего счетчика 19 импульсов и второго элемента 15.совпадения, выход которого подсоединен к установочномувходу ( установка "0) второго счетчика 16 импульсов,Таким образом, в зависимости отвероятности ,частости) ошибок в канале связи происходит формированиеопределенного коэффициента счета,второго счетчика 16 импульсов, Коэффициент счета второго счетчика 16импульсов принимает значения 2; 4;6; 8; 9; 10, соответствующие следующему ряду частности ошибок; Р101 О "- 1 О ; 1 а - 1 О; 1 О - 1 О "; Зо10 - 10 ; Р10.Изменение коэффициента счета второго счетчика 16 импульсов приводитк изменению скорости нарастания порога, формируемого. третьим счетчиком 19 импульсов; при больших величинах вероятности ошибок скорость нарастания йорога увеличивается, апри меньших соответственно падает.При исчерпании емкости третьего 40счетчика 19 импульсов на его выходепоявляется импульс сброса, поступающий на установочный вход (установка. "0") блока 12 измерения вероятности ошибок, на В-вход ВЯ-триггера 21, а также через первый элемент-ИЛИ-НЕ 20 на установочные входыпервого 11 и третьего 19 счетчиковимпульсов и далее через второй элемент 15 совпадеЮия - на установочный вход второго счетчика 16 импульсов.Режим синхронной работы.При установлении циклового сиихронизма коммутатора 2 и генератора 8. 55опорной М-последовательности на выходе блока 4 приема М-последовательности формируются символы М-последо -вательности, которые поступают на второй вход формирователя 9 синдрома М-последовательности, на первый вход которого поступают символы опорной М-последовательности, в фазе с принятой М-последовательностью; формируется синдром М-последовательности, который при отсутствии ошибок в ка- нале связи будет ненулевым, При искажении информационных символов синд. ром М-последовательности будет ненулевым; структура ненулевых символов синдрома М-последовательности зависит от структуры ошибок информационных символов н структуры порождающих полиномов О, (0).13)(Е)Искажение одного информационного символа приводит к размножению ненулевых символов в синдроме М-последовательности враз (Т - число ортогональных проверок), что существенно влияет йа помехоустойчивость устройства. Таким образом, число не-, нулевых. символов в синдроме М-последовательности зависит от вероятности ошибок (Ро ) в канале связи.Однако общее количество ненулевых символов в синдроме М-последовательности на анализируемом интервале меньше, чем при отсутствии цнклового синхронизма коммутатора 2 или генератора 8 опорной М-последовательности. С помощью блока 12 измерения вероятности ошибки осуществляется измерение частости ненулевых символов, формирование шестиразрядного кода и управление скоростью нарастания порога третьего счетчика 19 импульсов, т.е.подстройка характеристик второго 16. и третьего 19 счетчиков импульсов при измерении вероятности ( частости) ошибок в канале связи.Кроме того, выходным импульсом третьего счетчика 19 импульсов ВЯ-триггер 21 устанавливается в единичное состояние. Символы опорной М-последовательности поступают на второй вход сумматора 26 по модулю два, на первыйвход которого с и -выхода коммутатора 2 поступает последовательность,представляющая собой сумму по модулюдва символов проверочной и М-последовательности; в результате с проверочной последовательности снимаетсяМ-последовательность,20 В принятой М-последовательности расположение ошибочных символов, воз" никших из-заискажения информацион ных символов, полностью соответству ет структуре ненулевых символов в синдромной последовательности. Это свойство алгоритма порогового декодирования используется далее для устранения ошибок в принятой М-последовательности. Так как ВБ-триггер 21 установлен в единичное состояние, то символы синдромной последовательности проходят на первый вход блока 5 .коррекции М-последователь- щ ности; производится коррекция оши Символы принятой проверочной последовательности поступают на второй вход формирователя 3 проверочной последовательности, на первый вход которого поступают символы проверочной последовательности, сформированные из принятых информационных символов: формируются символы синдромной последовательности, 10При отсутствий ошибок в канале связи синдромная последовательность является нулевой, т.е, состоит из одних логических нулей, а при нали- . чии ошибок - ненулевой. Структура не 15 нулевых символов синдромной последовательности полностью определяется структурой ошибок в канале связи и структурой порождающих полиномов , сверточного кода.Символы синдромной последовательности одновременно поступают на вход. анализатора синдромной последовательности ( АСП) и на второй вход ключа 24. 25 бочных символов в принятой М-последовательности. В -результате этого ненулевые символы в синдромной последовательности определяются только ошибками в символах кодовой последо вательности, представляющих собой сумму по модулю два символов проверочной последовательности и М-последовательности, сформированных на передающей стороне. Таким образом, введение коррекции ошибочных симво лов в принятой М-последовательности уменьшает количество ненулевых символов в синдроме М-последовательности в С Ю раз (С - количество ошибочных информационных символов) и, следовательно, увеличивает помехоустойчивость цикловой синхронизации в режиме синхронизма. Кроме того, использование синдрома М-последова-. тельности и введение коррекции ошибок в принятой М-йоследовательности позволяет повысить точность оценки качества канала связи (измерение вероятности ошибок в канале связи) и реализовать адаптивный алгоритм работы устройства цикловой синхронизации.В случае, когда действительно произошел срыв цикловой синхронизации, на выходе формирователя 9 синдрома М-последовательности формируется случайная последовательности, со-держащая большое число ненулевых символов (порядка 1/2 от общего числа символов), и происходит .превыше ние порога, формируются импульсы сдвига и осуществляется поиск синхронизма в соответствии с описанной методикой.1197122 Составитель Г, Лерантовичр А. Ворович Техред С,Мигунова Корректор И 7И, Иуска 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 аказ 7632/60Тираж 658 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодписнокомитета СССРи открытийская наб., д