Устройство цикловой синхронизации последовательного модема

СОЮЗ ССВЕТСИИХсоцидлистичкнихРЕСПУБЛИН 2 ТЕНИЯ САНИЕ И УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИД:ТЕЛЬСТВ(71) Куйбыпевский электротехническийинститут связи(56) Стиффлер Д.Л. Теория .синхронносвязи. - М,: Связь, 1975, рис.7.1,с. 218.Варакин Л.Е. Системы связи сшумоподобними сигналами - М.: Радии связь, 1985, рис.18. 1, с.316.(54) УСТРОЙСТВО ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ 110 СПЕДОВАТЕЛЬНОГО МЭДЕМА(57) Изобетеиие относится к областиэлектросвязи. Цель изобретенияповьпнение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевыхнскакениях входного радиосигнала.В устрво для достижения цели введены формирователь (Ф) 4 сигналавключения режима ускоренного поискаквадратурный фазовый детектор (КФД)8, элемент ИЛИ 9 и К анализаторов10 синхронизма. Ф 4 содержит дели1450123 на рабочий пакет), колебательнаясоставляющая на дополнительном выходе и выходе соответственно блоков 2 и 19 резко возрастает, проходит через фильтр верхних частот, выпрямляется и фильтруется соответственно в выпрямителе и фильтре нижних частот и переводит Ф сигнала в состояние логического "О". Иа выходе элемента И действует при этом сигнал "01 в . символ отсутствия синхронизма. Он действует и при амплитуде входного сигнала ниже нормальной - при его отсутствии нли селективном по времени замирании. 4 ил. Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для выделения периодических участков вход" ного радиосигнала в последовательном модеме, в котором осуществляется 5 периодический контроль радиоканала для последующих анализа искажений входного радиосигнала и вынесения решения о переданных дискретных сигналах.10Целью изобретения является повышение помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажениях входного радиосигнала.На фиг. 1 - 3 представлены соответственно структурные электрические схемы устройства цикловой синхронизации последовательного модема, формирователя сигнала включения режима ускоренного поиска и формирователя сигнала "Установление синхронизма"; на фиг.4 - временные диаграммы, пояснянюцие работу устройства цикловой синхронизации последовательного модема.Устройство цикловои синхронизации последовательного модема содержит перемножитель 1, блок 2 фаэовой авто- подстройки частоты (ФАПЧ), формирователь 3 сигнала рассинхрониэации, формирователь 4 сигнала включения ре" жима ускоренного поиска, усредняющий блок 5, управляемый генератор 6 тактовых импульсов, регистр 7 сдвига, квадратурный фазовый детектор (КФД) 35 тель частоты, счетчики импульсов,элемент ИЛИ, инвертор, коммутаторы,элементы совпадения. КФД 8 содержитвыпрямитель, фильтры нижних частот,Ф сигнала, фильтр верхних. частот,выпрямитель и элемент И. Каждый изК анализаторов 10 содержит перемножитель, блок фазовой АПЧ, Ф сигнала"Установление синхронизма" и блокзадержки. Если блок 2 фазовой АПЧне в состоянии отследить с достаточным качеством несущую входных радиоимпульсов иэ-эа действия помех илимодуляции (когда стробирукщий: импульс приходится на реакцию канала 28, элемент ИДИ 9, К анализаторов 10 синхронизма.Формирователь 3 сигнала рассинхроннзацин содержит ключ 11, перемножитель 12, фильтр 13 нижних частот (ФНЧ), двухполупериодньй выпрямитель 14, формирователь 15 импульсов, элемент ИЛИ 16, инвертор 17.Каждый из К анализаторов 10 синхронизма содержит перемножитель 18, блок 19 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) формирователь 20 сигнала "Установление синхронизма", блок 21 задержки.Формирователь 4 сигнала включения режима ускоренного поиска содержит делитель 22 частоты, первый 23 и второй 24 счетчики импульсов, элемент ИПИ 25, инвертор 26, первый 27 и второй 28 коммутаторы, первый 29 и второй 30 элементы совпадения.Квадратурный фазовый детектор (КФД) 8 (20) содержит выпрямитель 31, первый фильтр 32 нижних частот (ФНЧ), первый формирователь 33 сиг- . нала, фильтр 34 верхних частот (ФВЧ), выпрямитель 35, второй фильтр 36 нижних частот (ФНЧ), второй формирователь 37 сигнала и элемент И 38.Устройство работает следующим образом.Входьой сигнал состоит из двух частей: А - реакция канала связи (радиоканала) на периодический зондирующий сигнал (далее - реакция)з 14 она медленно по сравнению с периодом зондирования канала Тможет изменять свою форму из-за замираний лучей, изменения их параметров (фиг.4 а); Б - реакция канала на пакеты информационных сигналов, передаваемых в промежутках между зондирукицими сигналами (рабочие пакеты).Реакция на рабочие пакеты случайна вследствие случайного характера передаваемой информации и случайного изменения свойств канала связи. Она является сильной помехой при приеме реакции на зондируиций сигнал и мешает установлению цнкловой синхронизации вследствие случайности непрерывного быстрого изменения своей формы.В регистре 7 (фиг. 1) на выходах его разрядов формируются периодические импульсные последовательности большой скважности с периодом, равным периоду зондирования канала ТТъи длительностью ". = - где И -йчисло элементов разбиения цикла зондирования, равное числу элементов в регистре сдвига (фиг.4 б). Полагается, что максимальная длительность реакции содержит целое число таких импульсов: р=(К+1) ,.Одна из этих стробирующих последовательностей подана на перемножитель 1 и блок 2 ФАПН. Остальные стробирующие последовательности поданы на К анализаторов 10. Перемножители 1 и 18 пропускают входной сигнал на вход -й системы ФАПЧ (блоки 2 и 19 ФАПЧ) только в момент действия импульса длительностью из соответствующей 1-й стробирукаей импульсной последовательности, т,е. используются как ключи, Параметры блоков 2 и 19 ФАПЧ выбраны так, что они находятся в режима слежения, если на них периодически поступают радиоимпульсы с неменяющейся или медленно меняющейся от импульса к импульсу начальной фазой. Такому условию удовлетворяют радиоимпульсы, полученные путем стробирования временных участков реакции канала связи на зондирующий сигнал. В этом случае на выходе КФД 8 и 20 формируется импульсная последовательность, совпадающая с -й стробирующей импульсной последовательностью ат регистра 7Каждая из .-х выход 501234 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 ных последовательностей задерживает 1 ся в соответствующем блоке 21 задержки на время 1=:, где 1 =1,2,К, причем в установившемся режиме первой импульсной последовательностью считается последовательность, соответствующая последнему (по времени) участку реакции на зондирующий сигнал. Все задержанные выходные импульсные последовательности оказываются совмещенжпчи по времени и они поступают на элемент ИЛИ 9, на выходе которого действует совокупная импульсная последовательность, совпадающая по времени с первой выходной импульсной последовательностью (фиг.4 в). Эта последовательность существует до тех. пор, пока хотя бы одна из К+1 систем ФАПЧ (блоки ФАПЧ 2, 19) находится в состоянии синхронизма. Срыв слежения в одном или нескольких К анализаторов 10 не приводит к срыву обнаружения реакции.Совокупная импульсная последовательность (с влкода элемента ИЛИ 9) поступает на формирователь 4, который переключает в случае пропадания совокупной импульсной последовательности цепь слежения по задержке в режим ускоренного поиска, Последняя образована соединенными в кольцо ключом 11, перемножителем 12, дискриминатором (ФНЧ 13, двухполупериодный выпрямитель 14, формирователь 15), формирователем 4, усредняющим блоком 5, управляемым генератором 6, регистром 7, включенного по схеме кольцевого счетчика-распределителя, элементом ИЛИ 9, Отсутствие совокупной импульсной последовательности может быть, если все К+1 стробирунзцих импульсных последовательностей приходятся на рабочий пакет, где состояние синхронизма блоков 2 и 19 ФАПЧ невозможно.Поиск осуществлятся за счет принудительного изменения (увеличения) частоты управляемого генератора 6 с помощью формирователя 4 таким образом, что стробирующие импульсные последовательности сдвигаются во времени от" носительно входного сигнала до тех пор, пока на выходе блока 2 ФАПЧ не появляется первая выходная импульсная последовательность. При этом формирователь 4 переключает цепь слежения по задержке в режим слежения.Таким образом, благодаря разбиению принимаемого (входного) сигнала5 1450 На.В коротких элементов, суммарная длительность которых равна длительности цикла передачи (зондирования), каждый из блоков 2 и 19 ФАПЧ обна 5 руживает и отслеживает по несущей частоте и по времени прихода сооч- фетствующий участок периодически поступающей реакции канала на зондируюсигнал независимо от характерадуляции реакции канала на зондируиций сигнал и значения частотного двига этого участка.С помощью ключа 11 (формирователя 3) из входного сигнала селекти уется отрезок, длительность которого авиа двум элементам разбиения цикла ондирования 2Импульс, управляюций ключом 11, формируется с помощью лемента ИЛИ 16 из импульсов, посту О ающих с выходов первого и последего разрядов регистра 7. Радиоимцульсньй сигнал после синхронного детектирования в перемножителе 12 превращается н видеоимпульсный на 25 выходе ФНЧ 13. Днухполупериодный выпрямитель 14 пренращает видео- импульсный сигнал в однополярный, что необходимо, поскольку части длинного сигнала могут быть положитель- ЗО ными и отрицательными в зависимости от знака частотного сдвига и начальной частоты управляемого генератора блока 2 ФАПЧ,а также закона изменения комплексной огибающей входного сигнала35 на интервале стробирования 2 Гн, После формирователя 15 этот сигнал превращается в периодически следующий однополярный видеоимпульс с уровнем логической 1. Его задний Фронт 40 соответствует началу реакции канала на рабочий пакет. Длительность его в установившемся режиме равнаЕсли стробирующий импульс (с выхода элемента ИЛИ 16) захватывает реакцию на рабочий пакет больше, чем половиной своей длительности, то длительность выходного импульса формирователя 15 становится меньше а в пределе может стать равной нулю. Если,стробирующий импульс, захватывает реакцию на зондирующий сигнал больше, чем половиной своей длительности, то длительность выходного импульса формирователя 15 становится большеи в пределе может статьл55 равной 2 7.Таким образом, дискриминатор (в составе ФНЧ 13, днухполупериодного 23 6выпрямителя 14 и формирователя 15)преобразует рассогласование по времени между входным сигналом и опорным сигналом с выхода элемента ИЛИ 16в длительность выходного импульса.В установившемся режиме периодически следующий выходной импульс формирователя 15 поступает через формирователь 4 на усредняющнй блок 5,который может быть выполнен в видепоследовательно соединенньи реверсивного счетчика и цифроаналоговогопреобразователя,Формирователь 4 (фиг,2), работаетследующим образом. В режиме синхронизации на входе сброса первого и второго счетчиков (23 и 24) поступаютот КФД 8 и с выхода элемента ИЛИ 9периодические импульсные последовательности, которые сбрасывают пер вый 3 и второй 24 счетчики до того,как они переполнятся импульсами,поступающими от управляемого генератора 6.Состояние на выходах первого 23 ивторого 24 счетчиков в этом режимелогическая "1", которая через элементИЛИ 25 с помощью иннертора 26 держитпервый коммутатор 27 и через первыйэлемент 37 совпадения второй коммутатор 28 в режиме пропускания процессов по их первым информационным входам. При этом тактовые импульсы стретьего входа формирователя 4 проходят на его соответствующий выход креверсивному счетчику, входящему вусредняющий блок 5. Через второй коммутатор 28 проходитимпульсная последовательность,содержащая информацию о рассинхрониэации (в виде длительности логической "1"), поступающая на вход направления счета реверсивного счетчика, входящего в усред( някщий блок 5. При этом через второй элемент 30 совпадения проходит инвертированная периодическая импульснаяпоследовательность, нулевая частькоторой разрешает счет в реверсивномсчетчике усредняющего блока 5. Если все периодические стробирую- щие импульсные последовательности приходятся на рабочие пакеты, т.е, синхронизации нет (например, при вхождении в связь), то на выходах формирователя 8, элемента ИЛИ 9 действует логический "0". При этом через некоторое число циклов первый 23 и7 145второй 24 счетчики переполняясь, переходят в состояние 0. В этом режиме - режиме "поиска" выходные сигналы формирователя 4 не зависят отвыходных сигналов формирователя 3.5Код реверсивного счетчика усредняющего блока 5 непрерывно увеличивается, что вызывает увеличение частотыуправляемого генератора 6, что приводит к передвижению стробирующихимпульсных последовательностей относительно задней границы реакции канала. Как только на выходе элементаИЛИ 9 появляется периодическая импульсная последовательность, второйсчетчик 24 переходит в состояние "1",а первый коммутатор 27 пропускаетна свой выход тактовые импульсы свыхода делителя 22При этом скорость 2изменения кода реверсивного счетчикаусреднякщего блока 5 уменьшается.Уменьшается и скорость поиска, который продолжается до тех пор, покана выходе КФД 8 не появляется периодическая импульсная последовательность, переводящая первый счетчик 23в состояние "1".КФД 8 (20) (фиг.3) работает следующим образом. В синхронном состоянии блока 2 (19) ФАПЧ на информационный вход КФД 8 (20) поступает радиоимпульс. В первом формирователе 33вырабатывается решение о наличиивходного радиоимпульса. Если его амплитуда не ниже номинального значе 35ния, то на выходе первого формирователя 33 вырабатывается сигнал "1",В противоположном случае на выходепоследнего действует сигнал "0", запрещающий прохождение сигнала черезэлемент И 38. В синхронном состоянии блока 2 (19) ФАПЧ сигнал с дополнительного выхода и выхода соответственно блоков 2 и 19 ФАПЧ является45почти постоянным напряжением, которое не пропускается ФВЧ 34. При этомна выходе второго формирователя 37вырабатывается сигнал "1". В результате на выходе элемента И 38 образуется сигнал "1", указывающий, что50блок 2 (19) ФАПЧ находится в синхронном состоянии,Если блок 2 (19) ФАПЧ не в сос-тоянии отследить с достаточным качеством несущую входных радиоимпуль 55сов из-за действия помех или модуляции (когда стробирующий импульсприходится на реакцию канала на рабо 123 8чий пакет) колебательная составляющая на дополнительном выходе и выходе соответственно блоков 2 и 19 ФАПЧ резко возрастает, проходит через ФВЧ 34, выпрямляется и фильтруется соответственно в выпрямителе 35 и ФНЧ 36 и переводит второй формирователь 37 в состояние логического "0". На выходе элемента И 38 действует при этом сигнал "0" - символ отсутствия синхронизма. Он действует и при амплитуде входного сигнала ниже номинальной - при его отсутствии или селектйвном по времени замирании. Формула из обреения Устройство цикловой синхронизации последовательного модема, содержащее последовательно соединенные усредняющий блок, управляемый генератор тактовых импульсов, регистр сдвига и формирователь сигнала рассинхронизации, последовательно соединенные пере- множитель и блок фазовой автоподстройки частоты, первый вход перемножителя подключен к выходу регистра сдвига, а второй вход перемножителя является входом устройства, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повишения помехоустойчивости цикловой синхронизации при многолучевых искажениях входного радиосигнала, введены последовательно соединенные квадратурный фазовый детектор, элемент ИЛИ и формирователь сигнала включения режима ускоренного поиска, а также К анализаторов синхронизма, выходы которых подсоединены к соответствующим входам элемента Ю 1 И, при этом информационный и тактовый входи квадратурного фазового детектора подключены соответственно к выходу перемножителя идополнительному выходу блока фазовой автоподстройки частоты, второй, третий, четвертый и пятый входы формирователя сигнала включения режима ускоренного поиска подключены соответственно к выходам квадратурного фазового детектора и управляемого генератора тактовых импульсов и первому и второму выходам формирователя сигнала рассинхронизации, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому дополнительному выходу регистра СдЬига, второму входу перемножителя и выходу блока фазовой автоподстройки9 1401 частоты, второй вход которого подключен к выходу регистра сдвига, выходы Формирователя сигнала включения режима ускоренного поиска подсоединены5 к соответствующим входам усреднякицего блока, дополнительный вход регистра ,сдвига подключен к второму дополнительному выходу регистра сдвига, К третьих дополнительных выходов которого подсоединены к первым входам К анализаторов синхроннэма, вторые входы которых подключены к второму входу перемножителя, причем первый ,дополнительный выход регистра сдвига является выходом устройства, а фор" мирователь сигнала рассинхрониэации содержит последовательно соединенные , ключ, перемножитель, Фильтр нижних частот, двухполупериодный выпрямитель и Формирователь импульсов, последовательно соединенные элементИЛИ и инвертор, выход элемента ИЛИ подсоединен к управляющему входу ,"Ключа, причем первый и второй входы 23 1 Оэлемента ИЛИ, инФормационный вход ключа, второй вход перемножителя, а также выходы Формирователя импульсов и инвертора являются соответственно первым, вторым и третьим и четвертым входами и первым и вторым выходами Формирователя сигнала рассинхронизации, каждый из К анализаторов синхронизма содержит последовательно соединенные перемножитель, блок Фазовой автоподстройки частоты, Формирователь сигнала "Установление синхронизма" и блок задержки, инФормационный вход Формирователя сигнала "Установление синхронизма" подключен к выходу перемножителя, первый вход которого, объединенный с вторым входом блока Фазовой автоподстройки частоты, второй вход перемножителя и выход блока задержки являются соответственно первым и вторым входами и выходом К анализаторов синхронизма.1450123 Составитель В в Корректор ОЛравцоваПодписное Заказ 697 ираж КНТ СССР сударственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж"35, Раушская н Н ород, ул. Проектна Производст ическое предприятие,-и