Устройство для синхронизации псевдослучайных сигналов

(51) 4 7 08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Кузички е анализа вых1 из ОЗБ 11и превышенияке 6, Блок 1е рассогласов17 изменяет одного считыв порога опред ание,времени. Пос сигнала блок тся код врем порого ляет в которо о емему б енно тоген ложение опорного сиг ил. а 19. Об ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 1042200, кл. Н 04 1. 7(08, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает сокращение времени синхронизации псевдослучайных сигналов (ПСС) при малом отношении сигнал/шум. Устр-во содержит блоки 1, 20 корреляции, генераторы 2, 19 опорного сигнала, формирователи 3, 5, 16 импульсов, блоки 4, 2 1 стробирования, пороговые блоки 6, 22, делители 7, 9 частоты, генератор 8 тактовых импульсов, блок О формирования кода, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 11, блоки 12,17 дискретного сдвига, блок 13 вычисления, блок 14 коммутации, блок 15управления контролем, блок 18 вентилей считывания и блок 23 управленияпоиском. Синхронизация ПСС осуществляется с помощьв процедуры пошагового поиска ПСС по задержке. На перврмэтапе каждого шага поиска ПСС обработка сигнала происходит в блоке 1,Опорный сигнал для него Формируетсяпутем разбиения эталонного ПСС, генерируемого генератором 2, на сегменты и инверсии каждого сегмента во38098 35 40 45 50 55 подается на управляющий вход первогоблока 1 корреляции, передний фронтимпульса поступает в момент окончания интервала обработки ПСС в первомблоке 1 корреляции. Под действием по 1 13Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано длябыстрой синхронизации фазоманипулированных псевдослучайных сигналов(ПСС) при малом отношении сигнал/шум(ОСШ) на входе приемника ПСС.Целью изобретения является сокращение времени синхронизации ПСС прималом отношении сигнал/шум,На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.Устройство для синхронизации ПССсодержит первый блок 1 корреляции,первый генератор 2 опорного сигнала,первый формирователь 3 импульсов,первый блок 4 стробирования, второйформирователь 5 импульсов, первыйпороговый блок 6, первый делитель,7 частоты, генератор 8 тактовых импульсов, второй делитель 9 частоты,блок 10 формирования кода, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 11, первый блок 12 дискретного сдвига, блок13 вычисления, блок 14 коммутации,блок 15 управления контролем, третий формирователь 16 импульсов, второй блок 17 дискретного сдвига, блок18 вентилей считывания, второй генератор 19 опорного сигнала, второйблок 20 корреляции, второй блок 21стробирования, второй пороговый блок22, блок 23 управления поиском.Устройство для синхронизации ПССработает следующим образом. На вход устройства, связанный с сигнальными входами первого 1 и второго 20 блоков корреляции, поступает принимаемый ПСС, Синхронизация ПСС осуществляется с помощью самой универсальной процедуры пошагового поиска ПСС по задержке. На первом этапе каждого шага поиска ПСС обработка принимаемого сигнала осуществляется в первом блоке 1 корреляции, реализуемом в виде последовательного соединения конвольвера, рециркулятора и амплитудного детектора, Опорный сигнал, подаваемый на второй сигнальный вход первого блока 1 корреляции, формируется первым генератором 2 опорного сигнала путем разбиения эталонного (ожидаемого) ПСС, генерируемого в генераторе 2, на сегменты, длительность которых равна времени Т памяти рециркулятора, и инверсии каждого сегмента во времени, Временное положение опорного 10 15 20 25 30 сигнала определяется блоком 12 дискретного сдвига.Длительность интервала обработки принимаемого ПСС в блоке 1 корреляции задается сигналом, поступающим на управляющий вход блока 1 корреляции с выхода формирователя 3 импульсов, Данный сигнал формируется следующим образом. Генератор 8 тактовых импульсов постоянно формирует две последовательности тактовых импульсов: одну с периодом следования, равным длительности , элементарного символа ПСС, а вторую - с периодом следования, равным "., /2. Первая тактовая последовательность поступает в блок 14 коммутации, который на первом этапе каждого шага подает ее в делитель 7 частоты. Коэффициент деления частоты делителя 7 устанавливается равным Т / о. В результате с выхода делителя 7 частоты снимается импульсная последовательность с периодом следования импульсов, равным времени памяти рециркулятораЭта импульсная последовательность подается в делитель 9 частоты и в генератор 2 опорного сигнала. В генераторе 2 опорного сигнала данная импульсная последовательность задает период сегментации опорного сигнала. Коэффициент деления частоты, установленный в делителе 9, равен требуемому числу циклов когерентного накопления сигнала в рециркуляторе первого блока 1 корреляции. В результате с выхода делителя 9 частоты снимается импульсная последовательность с периодом следования импульсов,равным длительности интервала обработки ПСС в блоке 1 корреляции, Данная им-. пулсная последовательность подается в формирователи 3 и 5 импульсов, блок 10 формирования кода и блок 15 управления контролем. С выхода формирователя 3 импульсов снимается импульс, передний Фронт которого совпадает с моментом поступления на вход формирователя 3 импульса с выхода делителя 9 частоты (длительность сформированного импульса равна времени памяти рециркулятора). Этот импульступившего импульса результат обработки принятого сигнала считывается из блока 1 корреляции, а рециркулятор в течение времени очищается, подготавливая тем самым блок 1 корре 5 ляции к обработке ПСС на следующем шаге поиска ПСС.Выходной сигнал блока 1 корреляции, пропорциональный отрезку (длительностью Т 1 взаимокорреляционной 10 функции принимаемого и опорного ПСС, поступает в блок 4 стробирования, На управляющий вход блока 4 стробирования поступает сигнал с выхода Формирователя 5 импульсов, Формирова тель 5 импульсов запускается выходным сигналом делителя 9 частоты, На первом выходе Формирователя 5, подключенном к управляющему входу блока 4 стробирования, Формируется им пульс, длительность которого задает окно анализа выходного сигнала блока 1 корреляции (длительность окна анализа определяется типом блока 1 корреляции и режимом поиска ПСС), 25 На втором выходе Формирователя 5 формируется короткий импульс, время появления которого совладает с моментом окончания импульса на первом выходе формирователя 5. Этот импульс 30 подается на соответствующие входы блока 14 коммутации и блока 15 управления контролем, С приходом данного импульса в блок 14 коммутации этот блок прекращает подачу тактовых им пульсов в делитель 7 частоты: делители частоты 9 и 7 переходят в режим ожидания.Выходной сигнал блока 1 корреляции, попадающий в окно анализа, ко торое сформировано блоком 4 стробирования, подается в пороговый блок 6, В этом блоке производится сравнение поступившего сигнала с пороговым уровнем 7., установленным в по роговом блоке 6, В момент превышения входным сигналом порога Х на выходе порогового блока 6 появляется сигнал, подаваемый в блок 10 Формирования кода, На второй вход бло ка 10 формирования кода поступает выходной сигнал делителя 9 частоты, а на третий вход подается тактовая последовательность с второго выхода генератора 8 тактовых импульсов, С по мошью сигналов, поступающих на второй и третий входы, блок Формирования кода преобразует время поступления сигнала с выхода порогового блока 6 в двоичный код; начало отсчета времени задает импульс с выхода делителя 9 частоты, Сформированный код времени превышения порога подается в оперативный запоминаюший блок 10, Одновременно с этим с второго выхода блока 1 О Формирования кода на второй вход оперативного запоминающего блока 11 подаются короткие импульсы, фиксированной длительности, временное положение которых совпадает со временем поступления в блок 10 Формирования кода выходных сигналов порогового блока 6, Эти же импульсы подаются в блок 15 управления контролем, который подсчитывает число поступивших импульсов.Коды времени превышения порога, сформированные в блоке 10 Формирования кода, записываются в оперативном запоминающем блоке 11. Импульсная последовательность, поступаюшая из блока 10 Формирования кода на второй вход оперативного запоминающего блока 11, используется для управления процессом записи кодов времени превышения порога в разные элементы памяти оперативного запоминающего блока 14. После завершения анализа выходного сигнала блока 1 корреляции в пороговом блоке 6, когда поступление новых кодов в оперативный запоминающий блок 11 уже невозможно, на третий вход оперативного заломинающего блока 11 подается импульс с второго выхода Формирователя 5 импульсов, прошедший через блок 14 коммутации. По этому импульсу осушествляется считывание из оперативного запомчнаюшего блока 11 первого из храняшихся в нем кодов времени превышения порога. Считанный код поступает с выхода оперативного запоминаюцего блока 11 в блок 13 вычисления. Одновременно с этим на втором выходе оперативного запоминающего блока 11 формируется короткий импульс. Этот импульс поступает на третий вход блока 15 управления контролем, который Формироватлем 5 импульсов переведен в режим подсчета импульсов, поступающих на третий вход блока 15 управления контролем.Блок 13 вычисления, получив из оперативного запоминающего блока 11 код времени превышения порога,определяет, есть ли двузначность в оцен 1338098ке временно рассогласования между принимаемым и опорным сигналами по данному времени превышения порога, и производит расчет временного рассогласования, соответствующего поступившему коду, В случае наличия двузначности в оценке временного рассогласования между принимаемым и опорным ПСС по поступившему коду времени превышения порога на выходе блока вычисления 13, подключенном к соответствующему входу блока 14 коммутации, формируется управляющий импульс. Результат расчета временного рассогласования, произведенного блоком 13 вычисления, выдается в блок 17 дискретного сдвига; по одному каналу передается информация о знаке рассогласования, а по другому каналу н блок 17 дискретного сдвига вводится информация об абсолютной величине рассогласования. Блок 17 дискретного сдвига изменяет временное положение опорного сигнала, формируемого генератором 19 опорного сигнала, н соответствии с величиной и знаком временного рассогласования, рассчитанного вычислителем 13 (полагается, что перед началом процедуры синхронизации опорные сигналы, формируемые генераторами 2 и 19, синфазны, поэтому перед первой перестройкой генератора 19 опорного сигнала его не требуется подстраивать под первый генератор 2 опорного сигнала).Опорный сигнал, сформированный генератором 19 опорного сигнала, подается на опорный сигнальный вход блока 20 корреляции, Спустя некоторое время после перестройки опорного сигнала на первый управляющий вход блока 20 корреляции из блока,14 коммутации поступает импульс, по которому производится начальная установка блока 20 корреляции и начинается корреляционная обработка принимаемого ПСС. Кроме блока 20 корреляции управляющий импульс из блока 14 коммутации ,подается также на вход формирователя 16 импульсов. Через время, равноезаданной длительности интервалов обработки ПСС во втором блоке 20 корреляции, на выходе формирователя 16 импупьсов появится сигнал, поступающий на второй управляющий нход блока 20 корреляции и на управляющий вход блока 21 стробирования. По этому сиг 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 налу прекращается корреляционная обработка принимаемого ПСС в блоке 20 корреляции, а выходной сигнал блока 20 корреляции в момент окончания обработки принимаемого ПСС проходит через блок 21 стробирования и прикладывается к входу порогового блока 22, Если опорный сигнал, поданный в блок 20 корреляции, синхронен с принимаемым ПСС, то выходной сигнал блока 20 корреляции, приложенный к пороговому блоку 22, пренышает пороговый уровень, установленный в пороговом блоке 22. В этом случае пороговый блок 22 формирует сигнал на своем выходе, подключенном к блоку 23 управления поиском. Этот сигнал поступает в блок 23 управления поиском, происходит индикация достижения состояния синхронизации и процедура поиска ПСС на этом заканчивается: опорный сигнал, формируемый генератором 19 синхронен с принимаемым ПСС.Если опорный сигнал, формируемый генератором 19 и подаваемый на опорный вход блока 20 корреляции, имеет временное рассогласование, превышающее ширину дискриминационной характеристики блока 20 корреляции, то выходной сигнал блока 20 корреляции, поступающий в пороговый блок 22 не превышает установленный пороговый уровень и блок 22 формирует сигнал на этом своем выходе, который подключен к блоку 14 коммутации.дальнейшая работа устройстна зависит от того, поступил ли в блок 14 коммутации сигнал из блока 13 вычисления о наличии двузначности или нет. Если такой сигнал поступил,то блок 14 коммутации формирует управляющее воздействие, подаваемое в блок 13 вычисления, по которому из блока 13 вычисления в блок 17 дис кретного сдвига считывается второе значение временного рассогласования, рассчитанное в блоке 13 вычисления по поступившему туда ранее коду времени первого превышения порога. В соответствии с поступившей оценкой временного рассогласования блок 17 дискретного сдвига опять произведетперестройку временного положенияопорного сигнала, генерируемого генератором 19, На этот раз перед началом работы блока 17 дискретногосдвига по сигналу с выхода пороговогоблока 22 блок 18 вентилей считывания8098 7 1 ЗЗ выполнит подстройку опорного сигнала, формируемого генератором 19, под опорный сигнал, формируемый первым генератором 2 опорного сигнала.После перестройки временного положения опорного сигнала блок 14 коммутации выдает сигнал, по которому начинается обработка принимаемого сигнала блоком 20 корреляции, а затем спустя время, равное длительности интервала обработки ЛСС в блоке 20 корреляции, формирователь 16 импульсов выдает сигнал, по которому прекращается обработка ПСС в блоке 20 корреляции. По этому же сигналу выходной сигнал .блока 20 корреляции проходит через блок 2 1 стробирования и поступает в пороговый блок 22,Если поступивший сигнал больше порогового уровня, то с выхода порогового блока 22 в блок 23 управления поиском подается сигнал, прекращающий процедуру поиска ЛСС и индицирующий достижение состояния синхронизма. Если сигнал, поступивший в пороговый блок 22, меньше установленного в блоке порогового уровня, то пороговый блок 22 формирует сигнал, подаваемый в блок 14 коммутации и в блок 18 вентилей считывания, по которому осуществляется синхронизация опорного сигнала, формируемого генератором 19, по сигналу, формируемому первым генератором 2 опорного сигнала. Сигнал, поступивший с выхода порогового блока 22 в блок 14 коммутации, вызывает подачу из блока 14 коммутации в оперативный запоминающий блок 11 импульса, считывающего из блока 11 следующего кода времени превышение порога. Этот код выдается в блок 13 вычисления, Одновременно с этим из оперативного запоминающего блока 11 выдается импульс в блок 15 управления контролем, который подсчитывает сколько кодов времени превышения порога считано из оперативного запоминающего блока 11. После этого повторяется описанная процедура контроля наличия синхронизма при компенсации временного рассогласования, соответствующего вновь поступившему в блок 13 вычисления коду времени превышения порога.В случае, если в блок 14 коммутации сигнал о наличии двузначности из блока 13 вычисления не поступил,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 то после проверки на наличие синхронизма одной оценки временного рассогласования устройство переводитсяв режим контроля следующего кода времени превышения порога. Перевод устройства в этот режим осуществляетсяаналогично описанному случаю наличиядвузначности в оценке временного рассогласования по времени превышенияпорога после контроля второй оценки временного рассогласования.Если блок 15 управления контроляустановил, что иэ оперативного запоминающего блока 11 считан последнийиз записанных в нем кодов временипревышения порога, блок управленияконтролем 15 формирует сигнал, подаваемый в блок 14 коммутации и в оперативный запоминающий блок 11. Поэтому сигналу оперативный запоминающий блок 11 устанавливается в исходное положение, а блок 14 коммутациипереводится в такое положение, прикотором сигнал с выхода пороговогоблока 22, подаваемый в блок 14 послезавершения обработки ПСС в блоке 20корреляции и свидетельствующий о том,что состояние синхронизма не обнаружено и при проверке последнего кодавремени превышения порога, пройдетчерез блок 14 коммутации в блок 23управления поиском. После этогоблок 23 управления поиском сформирует сигнал на переход к следующемушагу поиска и выдаст этот сигнал вблок 14 коммутации,По этому сигналу блок 14 коммутации возобновит подачу тактовой последовательности, формируемой генератором 8 тактовых импульсов, черезблок 14 коммутации в делитель 7 частоты. Одновременно с этим блок 23управления поиском выдает управляющее воздействие в блок 12 дискретного сдвига, который изменяет временное положение опорного сигнала,формируемого первым генератором 2опорного сигнала в соответствии спрограммой поиска ПСС при вхождениив синхронизм, После этого начинается новый цикл обработки ПСС в первомблоке 1 корреляции и повторяютсяоперации записи и контроля кодов времени превышения порога выходным сигналом первого блока 1 корреляции.Процедура поиска продолжается до техпор, пока контроль одного из кодоввремени превышения порога не пока1338098 1 Осигнала, а также блок вычисления,блок управления контролем, блок коммутации и второй делитель частоты,выход которого подключен к входампервого и второго формирователей импульсов, второму входу блока формирования кода и первому входу блокауправления контролем, к второму,третьему и четвертому входам которогоподключены соответственно первыйвыход ОЗБ, второй ныход блока формирования кода, второй выход второго формирователя импульсов и первыйвход блока коммутации, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входыкоторого соединены соответственно спервым выходом блока вычисления, первым выходом генератора тактовых импульсов, выходом блока управленияконтролем и третьим входом ОЗБ, вторым выходом блока управления поискоми первым выходом второго пороговогоблока, второй выход которого подключен к первому входу блока управленияпоиска, к второму входу которого подключен первый выход блока коммутации, второй, третий, четвертый ипятый выходы которого соединены соответственно с четвертым входом ОЗБ,второй выход которого подключен кпервому входу блока вычисления, квторым входам блока вычисления, свходом первого делителя частоты и собъединенными четвертым входом второго блока корреляции и входом третьего формирователя импульсов, а такжевыход первого делителя частоты соединен с входом второго делителя частоты и вторым входом первого генератораопорного сигнала, второй выход генератора тактовых импульсов подключенк третьему входу формирователя кода,второй и третий выходы блока нычисления соединены соответственно с первым и вторым входами второго блокадискретного сдвига, третий вход которого подключен к второму входу первого блока дискретного сдвига и третьему входу блока коммутации,жет, что компенсация временного рассогласования, соответствующего данному коду, обеспечивает синхронизммежду опорным и принимаемым. 5Формула изобретения Устройство для синхронизации псевдослучайных сигналов (ПСС), содержащее последовательно соединенные блок 10 управления поиском, первый блок дис- . кретного сдвига, первый генератор опорного сигнала, первый блок корреляции, к второму входу которого подключен выход первого формирователя 15 импульсов, и первый блок стробирования, к второму входу которого подключен первый выход второго формирователя импульсов, последовательно соединенные второй блок дискретного 20 сдвига, второй генератор опорного сигнала, второй блок корреляции, к второму входу которого подключен третий вход первого блока корреляции, являющийся входом устройства для синхронизации ПСС, и второй блок стробирования, третий формирователь импульсов, выход которого подключен к третьему и второму входам второго блока корреляции и второго блока 30 стробирования, а также генератор тактовых импульсов, первый пороговый блок и первый делитель частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени синхронизации, 35 введены последовательно соединеные блок формирования кода, к первому входу которого подключен выход первого блока стробирования через перный пороговый блок, и оперативный 40 запоминающий блок (ОЗБ), последовательно соединенные второй пороговыйФблок, к входу которого подключен выход второго блока стробирования и блок вентилей считывания, к второму 45 входу которого подключен второй выход первого генератора опорного сигнала, а выход подключен к второму входу второго генератора опорного Составитель И,Грацианская Техред В.Кадар Корректор В,Бутяга Редактор Т,Лазоренко Заказ 4147/57 Тираж 638 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Произнодственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4