Способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации и устройство для его осуществления

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80813 151)5 6 04 ГО СУДА Р СТ В Е ННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ ЕТЕНИЯ АТЕНТУ вышение точно нственно разне при передаче ПИСАНИЕ И(71) Харьковский институт радиоэлектроники им акад. М,К,Янгеля(73) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад. М.К,Янгеля(56) Кащеев Б.Л, и др, Передача служебной информации о сдвиге шкал времени по радиометеорному каналу с использованием ЛЧМ-сигнала и исследования в области измерений времени и частоты, Сборник научных трудов. Изд-во НПО ВНИИФТРИ, 1989, с, 73-76.1, Авторское свидетельство СССР М 1357865, кл, 6 01 В 25/04, 1987, (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЕННЫХ ШКАЛ ВРЕМЕНИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование; в радиотехнике, в частности в системах синхронизации шкал пространственно разнесенных хранителей времени. Сущность изобретения; способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации заключается в том, что каждая станция синхронизируемых шкал Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах синхронизации шкал пространственно разнесенных хранителей времени. времени генерирует и излучает сигнал точного времени в виде кодовой последовательности импульсов двух различных структур, расположенных попарно-симметрично во времени относительно реперных меток времени транслируемой шкалы времени, причем передача дополнительной информации осуществляется путем смещения временного положения импульсов обеих структур симметрично относительно реперных меток транслируемой шкалы времени и изменением порядка чередования импульсов каждой из пар. Устройство, реализующее способ, содержит эталонный генератор, кодер, пары импульсов, кодер информации, переключатель, первый и второй генераторы сигнала, первый и второй сумматоры, измеритель амплитуды, блок стабилизации амплитуды, блок переноса (/) спектра, первый и второй согласованные фильтры, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй амплитудные дискриминаторы, первый и второй блоки измерения задержки, узел блокировки. первый и второй декодеры информации, Цельф изобретения - повышение точности синхро- ОО низации шкал времени путем снижения до- (") полнительной погрешности измерения при Ср передаче дополнительной информации. 1 с, и.ф-лы, 1 ил.Ы (Л Цель изобретения - пости синхронизации прострасенных шкал временидополнительной информации10 50 55 На чертеже показана структурная схема устройства,Устройство содержит эталонный генератор 1 с выходами 2-7, кодер 8 пары импульсов, кодер 9 информации, переключатель 10, первый генератор 11 сигнала, второй генератор 12 сигнала, первый сумматор 13, измеритель 14 амплитуды, блок 15 стабилизации амплитуды, блок 16 переноса спектра, первый согласованный фильтр 17, второй согласованный фильтр 18, первый амплитудный детектор 19, второй амплитудный детектор 20, первый амплитудный дискриминатор 21, второй амплитудный дискриминатор 22, первый блок 23 измерения задержки, узел 24 блокировки, второй сумматор 25, первый декодер 26 информации, второй блок 27 измерения задержки и второй декодер 28 информации, причем выходные клеммы 2.3 и 4 эталонного генератора 1 соединены с соответствующими входами кодера 8 пары импульсов, выходы 2 и б - с входами кодера 9 информации, выход 7 - с входами тактовой частоты первого 11 и второго 12 генераторов сигнала, выходы 3,5 и б соединены с входами первого блока 23 измерения задержки, выходы 5 и б - с входами второго блока 27 измерения задержки, а выход б - с управляющими входами узла 24 блокировки. первогодекодера 26 информации и второго декодера 28 информации, информационные выходы кодера 9 информации соединены с входами кодера 8 пары импульсов, первый и второй выходы которого подключены к сигнальному и управляющему входам переключателя 10, выходы переключателя 10 соединены с первыми входами первого 11 и второго 12 генераторов сигнала, выходы которых подключены к входам первого сумматора 13, выход которого является входом канала связи, вход измерителя 14 амплитуды соединен с сигнальным входом блока 15 стабилизации амплитуды и является входом канала связи, выход измерителя 14 амплитуды соединен с управляющим входом блока 15 стабилизации амплитуды, выход которого соединен с входом блока 16 переноса спектра, выход блока 16 переноса спектра подключен к входам первого 17 и второго 18 согласованных фильтров, первый согласованный фильтр 17. первый амплитудный детектор 19 и первый амплитудный дискриминатор 21 соединены последовательно, второй согпасо- ванный фильтр 18, второй амплитудный детектор 20 и второй амплитудный дискриминатор 22 соединены последовательно, выход первого амплитудного дискриминатора 21 подкпючен к первым сигнальным входам 15 20 25 30 35 40 45 первого блока 23 измерения задержки, узла 24 блокировки и второго сумматора 25, вторые сигнальные входы которых соединены с выходом второго амплитудного дискриминатора 22, выход второго сумматора 25 подключен к сигнальному входу второго блока 27 измерения задержки, выходы которого соединены с информационными входами второго декодера 28 информации, выход узла 24 блокировки подключен к управляющим входам первого 23 и второго 27 блоков измерения задержки, выходы первого блока 23 измерения задержки соединены с информационными входами первого декодера 26 информации, выходы которого подключены ко входам кодера 9 информации.Устройство, реализующее способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации, работает следующим образом,В момент времени, предшествующий излучению, в кодер 9 информации записывается информация, которую необходимо передать корреспонденту. В кодере 9 исходная информация преобразуется в значение временного сдвига тинф, на которой первый сигнал импульсной пары сигнала точного времени смещается в сторону опережения соответствующей реперной метки времени, а второй сигнал - в сторону отставания. Рассчитанное значение тинф, а также информация, которая будет передана изменением порядка следования импульсов пары, записывается в виде кодового слова и хранится в кодере 9 информации. Число кодовых слов, хранимых в кодере 9 информации, равно числу М импульсных пар, образующих сигнал точного времени.По сигналу "Запись", поступающему с выхода 2 эталонного генератора 1, кодер 9 информации выдает в кодер 8 пары импульсов одно кодовое слово. Кодер 8 пары импульсов преобразует значение сдвига ьнф в значения временных эадеркек импульсов запуска первого 11 и второго 12 генераторов сигналов относительно сигнала "Старт" эталонного генератора 1, а также управляет переключателем 10, Переключатель 10 определяет очередность запуска первого 11 и второго. 12 генераторов сигналов в соответствии со значением кодового слова. Пусть информация, содержащаяся в кодовом слове такова, что по окончании записи переключатель 10 соединяет выход кодера 8 пары импульсов с сигнальным входом первого генератора 11 сигнала.Посигналу "Старт", поступающемус выхода 3 эталонного генератора 1, кодер 8 пары импульсов вырабатывает первый имПУЛЬС ЗаПуСКа С ЗадЕржКОй Сц 1=- 1 р - Ьнф, ГдЕср - фиксированная задержка реперной метки времени относительно сигнала "Старт".Первый импульс запуска через переключатель 10 поступает на вход первого генератора 11 сигнала, который генерирует начастоте несущего колебания импульсныйсигнал Я 1 (т), При этом используются сигнаАлы тактовой частоты, поступающие с выхода7 эталонного генератора 1 на соответствующий вход первого генератора 11 сигнала.Сигнал 31 (т) проходит через первый суммаАтор 13 и излучается в канал связи корреспонденту,По сигналу Управление", поступающему с выхода 4 эталонного генератора 1, кодер 8 пары импульсов переводитпереключатель 10 в положение, при котором первый выход кодера 8 оказываетсясоединенным с сигнальным входом второго 20генератора 12 сигнала, Кодер 8 пары импульсов вырабатывает второй импульс запуска, который, пройдя через переключатель10, запускает второй генератор 12 сигнала,Задержка второго импульса запуска относительно сигнала "Старт" эталонного генератора 1 равна: 12 = тр + Ьнф. Второйгенератор 12 сигнала генерирует импульсныЙ раДиосигнал 52которыЙ прохоДитАчерез первый сумматор и поступает в канал 30связи. Таким образом, генерируется частьсигнала точного времени, содержащая дополнительную информацию и образованная двумя радиоимпульсами 31 (1) и 52 (1),симметричными относительно реперной 35метки времени транслируемой шкалы времени. При генерировании сигнала точноговремени описанные операции повторяютсяй раэ по числу импульсных пар, образую.щих кодовую импульсную последовательность,В каждом пункте хранения шкал времени принимают сигнал точного времени корреспондента, Первый принятыйрадиоимпульс поступает на вход измерителя 14 амплитуды, где происходит измерениеи запоминание его амплитуды для последующей регулировки коэффициента передачив блок 15 стабилизации амплитуды. С выхода блока 15 первый принятый импульс поступает на вход блока 16 переноса спектра,а затем подвергается обработке в фильтре,согласованном с этим сигналом, Если первым принятым от корреспондента радиоимпульсом является Б 1 (т). то он проходит 55Бобработку в первом согласованном фильтре17 и детектируется первым амплитуднымдетектором 19, При достижении огибающейпринятого сигнала порогового уровня в первом амплитудном дискриминаторе 21 вырабатывается импульс, который, пройдя через второй сумматор 25, запускает счетчик второго блока измерения задержки, являясь для него стартовым сигналом. Одновременно этим же сигналом останавливается первый счетчик первого блока 23 измерения эедержки, запущенный ранее сигналом "Старт" эталонного генератора 1. Наличие импульса на выходе первого амплитудного дискриминатора 21 регистрируется и запоминается узлом 24 блокировки.Второй принятый радиоимпульс 52 поступает на вход измерителя 4 амплитуды и вход блока 15 стабилизации амплитуды, затем, пройдя блок 16 переноса спектра, поступает на вход второго согласованного фильтра 18, Возможные вариации коэффициента передачи канала связи отслеживаются измерителем 14 и блоком 15 так. что амплитуда второго импульса на входе второго согласованного фильтра 18 будет такой же, как и амплитуда первого принятого импульсного сигнала Я 1(1) на входе первого согласованного фильтра 17. После обработки во втором согласованном фильтре 18 вто- рОЙ и рин ЯтыЙ раДиоим пул ьс 52 (1) детектируется вторым амплитудным детектором 20, При достижении выделенной огибающей порогового уровня во втором амплитудном дискриминаторе 22 вырабатывается импульс, который, пройдя через второй сумматор 25, останавливает счетчик второго блока 27 измерения задержки, Одновременно этим же импульсом с выхода второго амплитудного дискриминатора 22 останавливается второй счетчик первого блока 23 измерения задержки, запущенный сигналом "Старт" эталонного генератора 1, Наличие импульса на выходе второго амплитудного дискриминатора 22 запоминается узлом 24 блокировки. Если отсутствует хотя бы один из двух радиоимпульсов 51 т) или Я 2 (1), узел 24 блокировки выр-батываБет сигнал, который поступает на управляющие входы первого 23 и второго 27 блоков измерения задержки и обнуляет их показания, Порядок чередования импульсов в паре регистрируется первым блоком 23 измерения задержки,Показание 11 первого счетчика первого блока 23 измерения задержки - интервал времени между сигналом "Старт" эталонного генератора 1 и принятым импульсов Я 1 (т):т 1 = тр тинф + тпер 1 + ткс 1 + 1 пр 1 " ЛТ. ГДЕ тпер, ткс 1, тпр 1 ЗаДЕржха ПЕРВОГО ИМ- пульса соответственно при передаче. При прохождении по каналу связи и при приеме;ЛТ - временной сдвиг синхронизируемыхшкал времени,Показание 12 второго счетчика первогоблока 23 измерения задержки - интервалвремени между сигналом "Старт" эталонного генератора 1 и принятым импульсом82 (1)12 =1 р+ 1 ипф + 1 пер 2+ 1 кс 2+1 пр 2+ ЛТ,Гдв 1 пер 2., 1 кс 2, 1 пр 2 Задвржха ВтОрОГО ИМпульса соответственно при передаче, при 10прохождении по каналу связи и при приеме.В первом блоке 23 измерения задержкивычисляется результат измерения задержкипо двум симметричным относительно реперной метки времени импульсам: 151=(11+ 12) /2Результат вычисления не зависит отЗНаЧЕНИЯ ВРЕМЕННОГО СДВИГа 1 ииф, ОПРЕДЕЛЯемого значением передаваемой информации, и, следовательно. не содержит 20дополнительной погрешности,Показание второго. блока 27 измерениязадержки - интервал времени между двумяпринятыми импульсными сигналами, равНЫЙ 2 1 иф. 25По сигналу "Считывание", поступающему с выхода 5 эталонного генератора 1, результат вычисления в первом блоке 23измерения задержки и информация, переданная изменением порядка чередования 30импульсов в паре, записывается в первыйдекодер 26 информации. По этому же сигналу показания второго блока 27 измерениязадержки записываются во второй декодер28 информации, в котором происходит декодирование дополнительной информации,полученной в виде временного сдвига 2 1 инф.После окончания считывания данных изпервого 23 и второго 27 блоков измерениязадержки их показания, а также узел 24 блокировки обнуляются по сигналу "Сброс", поступающему с выхода 6 эталонногогенератора 1,Аналогичным образом принимаются 45 все попарно симметричные относительно реперных меток времени импульсы, образующие кодовую импульсную последователь. ность, В первом декодере 26 информации накапливаются результаты измерения вре менной задержки по каждой 1-й паре импульсов и определяется временная задержка Т всего сигнала точного времени, излученная в пункте хранения местной шкалы времени; 55Т =, 1/М,д К=1 Результат вычисления в первом декодере 26 информации представляет собой дополнительную информацию, которая может быть передана корреспонденту в следующем цикле излучения сигнала точного времени. Запись дополнительной информации из первого декодера 26 информации в кодер 9 информации происходит по сигналу " Сброс" генератора 1 при условии, что записанная в предыдущем цикле в кодер 9 информация уже передана. По этому же сигналу второй декадер 28 информации выдает декодированное значение информации, переданной корреспондентом.Результат Т, полученный в предыдущем цикле излучения сигнала точного времени, и аналогичный результат Т, измеренный и переданный корреспондентом и декодированный вторым декодером 28 информации, используются для вычисления временного сдвига ЛТ пространственно разнесенных шкал времени:ЛТ=(Т - Т )/2,Формула изобретения 1, Способ синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации, при котором каждая станция синхронизируемых шкал времени генерирует и излучает сигнал точного времени в виде кодовой импульсной последовательности, содержащей дополнительную информацию и синхронизированные реперными метками сигналы транслируемой шкалы времени, принимают сигнал точного времени, излучаемый станцией корреспондента, измеряют задержку принятого сигнала точного времени корреспондента относительно меток времени шкалы времени данной станции синхронизируемых шкал времени, и декодируют дополнительную информацию, содержащуюся в принятой кодовой импульсной последовательности, а по измеренному значению задержки сигнала точного времени данной станции синхронизируемых шкал времени и по значению задержки сигнала точного времени, измеренному и переданному со станции корреспондента, вычисляют сдвиг шкал времени пространственно разнесенных шкал времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации шкал времени путем снижения дополнительной погрешности измерений при передаче дополнительной информации, каждая станция синхронизируемых шкал времени генерирует и излучает сигнал точного времени в виде кодовой импульсной последовательности двух различных структур. расположенных попарно симметрично во времени относительно реперных меток времени транслируемой шкалы времени, причем передача дополнительной информации осуществляется путем смещения временного положе-. 5 ния импульсов обоих структур симметрично относительно реперных меток транслируемой шкалы времени и изменением порядка чередования импульсов каждой из пар обоих структур, а декодирование дополнитель ной информации осуществляют путем согласованной фильтрации кодовой последовательности импульсов обоих структур. держки и первый декодер информации, при этом информационные выходы кодера информации соединены с входами кодера пары импульсов, первый и второй выходы которого соединены через переключатель с первыми входами первого и второго генераторов сигнала, выходы которых соединены с входами первого сумматора, выход которого является входом канала связи; выход блока стабилизации амплитуды соединен с входом блока переноса спектра. выход которого соединен с входом второго согласованного фильтра, выход пераого амплитудного детектора через первый амплитудный дискриминатор соединен с входом первого блока измерения задержки, выходы первого и второго амплитудных дискриминаторов через второй сумматор соединены с другим входом второго блока измерения задержки, выход второго амплитудного дискриминатора соединен с соответствующим входом первого блока измерения задержки, управляющий вход которого соединен с выходом узла блокировки, а выход первого блока измерения задержки через второй декодер информации соединен с входом кодера информации, выход которого соединен с входом кодера пары импульсов, причем соответствующие выходы эталонного генератора соединены соответственно с дополнительными управляющими входами кодера пары импульсов. управляющими входами крдера информации, управляющим входом второго генератора сигнала, управляющим входом первого декодера информации, управляющими входам узла блокировки, управляющими входами второго блока измерения задержки и управляющими входами второго декодера информации 2, Устройство синхронизации простран ственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации, содержащее кодер пары импульсов, первый генератор сигнала, переключатель, последовательно соединенные измеритель амп литуды, блок стабилизации амплитуды, последовательно соединенные блок переноса спектра, первый согласованный фильтр и первый амплитудный детектор, а также первый блок измерения задержки и 25 эталонный генератор, выходы которого соединены с соответствующими входами кодера пары импульсов, первого блока измерения задержки и первого генератора сигналов, причем вход измерителя амплиту ды соединен с сигнальным входом блока стабилизации амплитуды и является входом канала связи,отличающееся тем,что в него введены кодер информации, второй генератор сигнала, второй сумматор. пер вый амплитудный дискриминатор, последовательно соединенные второй согласованный фильтр, второй амплитудный детектор, второй амплитудный дискриминатор, узел блокировки, второй блок измерения завенке роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1401 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5