Устройство кодовой синхронизации

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 0164 ОВ 1)5 К 70 88,. 8)детельство ССС7/00, 1985 СТРОРСТВО КО ЛОВой СИ тносится тения 1 ХРОНИЗАЦИИ(57 тениеизобрдовойоной с вязи, Ц очности ОВЫШЕ 5 инхрони нхрониэ кодовых в выдел сов, БВ ых импу ации, Уотции содеримпульсовния (БВ) 4 би 7 доьсов, расоиство жит опознавател состоящии иэ бло и 5 кодовых импу полнительных код ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свиР 1328941, кл, Н 0 пределителя 8 импульсов, блоков 9и 10 сдвига, элемента ИЛ 1 11 и инвертора 12, а также счетчик-накопитель2 и решающий блок 3. В основу работыданного устройства положен принципопределения значений цифровых сумм вкодовой группе, появляющихся с достаточно высокой вероятностью, При одновременном контроле значений цифровых сумм на границах и внутри кодовых групп повышается вероятность превышений граничных значений пифровнхсумм Это позволяет уменьшить времявосстановления синхрониэма и увеличить время удержания синхрониэма,т,е, повысить точность кодовой синхронизации. 1 з,п, ф-лы, 5 ил.,3 табл.Изобретение относится к связи и может быть использовано в цифровых системах передачи с многоуровневыми сигналами и различными средами передачи и является усовершенствованием устройства по авт. св. Р 1328941.Цель изобретения - повышение точности кодовой синхронизации,На Фиг, 1 представлена структурная. электрическая схема устройства1 кодовой синхронизации; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на Фиг, 3 - диаграм 10 мы состояния кодера; на Фиг, 4 и 5 -диаграммы переходов иэ состояния в 15 состояние при нарушении синхронизации,Устройство кодовой синхронизации содержит опознаватель 1 кодовых импульсов, счетчик-накопитель 2 и решающий блок 3, причем в состав опознавателя 1 входят блоки 4 и 5 выделения кодовых импульсов, блоки 6 и 7выцеления дополнительных кодовых выделения Кодовых импульсов выполнены идентично и каждый из них содержитпоследовательный регистр 13, паралЗО лельный регистр 14, счетчик 15 цифровой суммы (ЦС) в кодовой группе, счетчик 16 ЦС на границе кодовых групп, блок 17 памяти и блок 18 Формирования кодовых импульсов, блоки 6 и 7 выделения дополнительных кодовых импульсов выполнены идентично и каждый из них содержит счетчик 19 ЦС внутри кодовой группы, первый 20 и второй 21 блоки памяти, первый 22 и второй 23 блоки Формирования кодовых импульсов, счетчик-накопитель содержит и П-триггеров 24-27, а ре 35 шающий блок выполнен в виде элемента 45 И НЕ 28, Устройство кодовой синхронизацииработает следующим образом,Преобразование двухуровневого сигнала в четырехуровневый происходит в соответствии с табл, 1, отражающей 50 алгоритм кода ЗВ 2 С 1 (три двоичных символов (ЗВ) преобразуются в два четвертичных (2 Я). В табл. 1 рядом с каждой четвертичной кодовойгруппой указано значение ЦС в данной гРуппе, вычисляемое как алгебраическая сумма амплитуд импульсов в кодовой группе при импульсов, распределитель 8 импульсов,25блоки 9 и 10 сдвига, элемент ИЛИ 11и инвертор 12, причем блоки 4 и 5 условии, что символам О, 1, 2 и 3 кода поставлено в соответствие нормированное напряжение -1,5; -0,5; +0,5 и + 1,5.На фиг, 3 приведена диаграмма состояний кодера ЗВ 20, Состояния 1, 2 . и 3 соответствуют значениям циФровой суммы на границах кодовых групп +1; О и -1 (табл 1). Состояния 4, 5, 6 и 7 соответствуют значениям ЦС внутри кодовых групп +1,5; +0,5; -0,5 и -1,5, Вероятности Р; - есть вероятности перехода из состоянияв состояние З и определяются кодовой таблицей кода ЗВ 20 (табл, 1).При правильном определении границкодовых групп на приемной стороне и при безошибочной передаче, значения цифровой суммы на границах и внутри кодовых групп соответствуют диаграмме, приведенной на Фиг. 3. При наличии ошибок, значения ЦС, приведенные на фиг. З,превышаются с вероятностью, пропорциональной коэффициенту ошибок Р в цифровой системе передачи, Превышение граничных значений ЦС (-1 и +1) фиксируется (при этом Фиксируется ошибка), после чего устанавливается ближайшее граничное значение ЦС на границах кодовых групп.При нарушении синхрониэма, т.е. в случае, когда передний Фронт полу- тактового сигнала совпадает с серединами кодовых групп принимаемого сигнала, диаграммы переходов на приемной стороне принимают вид, представленный на фиг. 4 и 5, где Т - тактовый интервал Причем при переключении фазы полутактового сигнала на выходах распределителя 7 импульсов значение БС в блоке выделения 4 кодовых импульсов устанавливается в ближайшее граничное значение (-1 или +1), так как моменту переключения фазы полутактового сигнала предшествует превышение граничного значения ЦС. При нарушении синхрониэма (при переключении Фазы полутактового сигнала на выходах распределителя 8 импульсов) на приемной стороне происходит смещение состояний, изображенных на Фиг 3, т.е, граничное состоя" ние +1 переходит в одно из состоянийф 4 (фиг. 4 а), 5 (Фиг, 4 б) или 6 (Фиг, 4 в), а граничное состояние -1 - в .одно из состояний: 5 (Фиг. 5 в),(1/2) Рзопределяются кодовой таблицей кодаЗВ 20 (табл. 1).Таким образом, состояния 4, 5и б (фиг. 3) принимают при нарушении 1 Осинхронизма граничное значение ЦС,равное +1 (фиг. 4), а состояние 5,6 и 7 - значение -1 (фиг. 5) и являются началом отсчета при контролезначений ЦС внутри кодовых групп 15(при нарушении сннхронизма),Как следует из фиг, 4 и 5 ЦС внутри кодовых групп может приниматьзначения +2, +3, -2 и -3, превышающие граничные значения на грацахкодовых групп, определяемые алгоритмом кодирования (-1 и +1, смтабл, 1 и фиг, 3). Принцип определения указанных значений ЦС, появля 25ющихся с достаточно высокой вероятностью, положен в основу работыпредлагаемого устройства,Однако, как следует из фиг, 4 в ифиг. 5 в, значения ЦС на границахкодовых групп при контроле значенийЦС внутри кодовых групп могут принимать значения +2,5 и -2,5, превьшающие граничные значения ЦС, равные+1,5 и -1,5, внутри кодовых групп(фиг. 3). Границы кодовых группопределяются в кодере.При одновременном контроле значений ЦС на границах и внутри кодовыхгрупп повышается вероятность превышений граничных значений ЦС, чтопозволяет уменьшить время восстановления синхронизма и увеличитьвремя удержания синхронизма и, темсамым, повысить точность синхронизации.Работу устройства кодовой синхронизации рассматриваем для случаяпередачи цифровой информации кодомЗВ 20 по радиотрактам с частотной модуляцией и приемом на автокорреляционный детектор, на выходе которогоформируются два двоичных сигналаУ и У, являющихся представлением вкоде Грея четверичных символов О,2 и 3 (табл 2). 55Двоичные цифровые потоки У и У(на фиг, 2 а цифрами помечены номерасимволов в группе) записываются всоответствующие последовательные 6регистры 13 . сигналом инверснойтактовой частоты (фиг. 2 в), поступающей на тактовые входы регистровс выхода инвертора 12. Выходы последовательных регистров 13 и 13 подключены к входам параллельных регистров 14и 14, запись информациив которые осуществляется сигналамиполутактовой частоты, поступающимина тактовые входы параллельных регистров 14 и 14 с прямого (в регистр 14 , фиг, 2 г) и с инверсного(В регистр 14, фиг, 2 д) выходов распределителя 8 импульсов, представляющего собой делитель тактовой частотына два,На фиг. 2 е представлены сигналына первом и втором выходах последовательных регистров 13и 13, Цифры соответствуют номЕру импульса,подстрочый индекс в . номеру группы.Таким образом, на выходах параллельных регистров присутствуют надвух тактовых интервалах одновременно первые (2, 2) и вторые (Е,Е 4) симВОлы ВхОДных сигналов Уи У (на фиг 2 ж отмечены границысмены сигналов на Входах регистров14 4 и 14). При этом за счет того,что запись информации в параллельныерегистры 14и 14осуществляетсясигналами полутактовой частоты, сдвинутыми по фазе на один тактовый интервал с прямого (фиг, 2 г) и инверсного (фиг, 2 д) выходов распределителя 8 импульсов, на выходах одногоиз параллельных регистров 14 присутствуют импульсы, соответствующиепереданной кодовой группе (фиг 2 е)с учетом табл. 2, а на выходах другого регистра 14 - другой импульсв предыдущей кодовой группе и первьйимпульс в данной кодовой группе(фиг, 2 т), Это позволяет осуществлятьконтроль ЦС как на границах, так ивнутри кодовых групп, и полностьюсоответствует алгоритм работы основного изобретения,Представленные в параллельномвиде на выходах регистров 14(фиг 2 ж) и 14(фиг, 2 т) первые2, 29 и вторые Е, 24 символы в кодовой группе входных сигналов У и Упоступают на входы счетчиков 15и 15 цифровой суммы в кодовой группе, функционирующих идентично в соответствии с табл, 3, полученной сучетом табл, 1 и 2, 1640831Значения ЦС в кодовой группе,представленные в параллельном виде навыходах счетчиков 15и 15 (границысмены значений ЦС в кодовых группахпредставлены на фиг, 2 к, ф) поступаютдля подсчета ЦС на границах кодовыхгрупп в счетчики 16 д и 16, на другиевходы которых поступают значения ЦСна границах кодовых групп, накопленные к моменту поступления даннойкодовой группы и представленные вдвоичном виде на выходах соответствующих блоков 17, памяти (фиг, 2 и)и 17. (фиг, 2 у), Для исключения задержек сигналов в параллельных регистрах 14 д и 142 и счетчиках 15,15, 16 д и 16 запись значений ЦСна границах кодовых групп в блокипамяти 17 д и 17 с выходов счетчиков 161 (фиг, 2 к) и 16 (фиг, 2 ф)осуществляется сигналами полутактовой частоты .с выходов блоков 9сдвига (фиг, 2 з) и 10 (фиг, 2 м), Нафиг. 2 к,ф представлены заштрихованные;области, появляющиеся в момент сменызначений ЦС на выходах блоков памяти17 (фиг. 2 и) и 17 (фиг. 2 у), В этимоменты присутствует старое значениеЦС в группе (фиг,. 2 ж, к, т, ф), Области, свободные от штриховки, представляют собой новое значение ЦСна границе групп,Превьппения граничньм значений(-1 и +1) ЦС фиксируются в счетчиках16и 16 (фиг. 2 к, ф) и через блокипамяти 17 и 17 (фиг, 2 и, у) поступают на входы блоков 18и 18 Формирования кодовых импульсов, на выходах которых формируются узкие импульсы (фиг. 2 л, х) по положительному перепаду напряжения на выходах блоков17 и 17 памяти, Эти импульсы черезэлемент ЙЛИ 11 поступают на тактовыевходы В-триггеров 24-27 счетчиканакопителя 2,Следует отметить, что импульсы,изображенные на фиг. 2 л, х, лишьотмечают временные позиции, на которьм появляются кодовые импульсы ссоответствующей вероятностью, т,е.на этих позициях импульсы появляютсяне периодически, а с заданной вероятностью, определяемой либо таблицейкода ЗВ 20 (табл, 1), либо вероятностью в ЦСП (при синхронизме соответственно в блоке выделения 5 и вблоке вьдцеления 4, а при нарушениисинхронизма в блоках 4 и 5 рьдделения. При заполнении счетчика-накопителя 2 на выходе решающего блока 3 формируется импульс, сбрасывающий накопленные значения в последних Ь В-триггерах 26 и 27 счетчика-накопителя 2и фазирующий распределитель 8 импульсов.Следует отметить, что когда речьидет о подсчете значений ЦС на границах кодовых групп, то границы группв блоках 4 и 5 выделения кодовых импульсов определяются полутактовымисигналами с выходов распределителя8, сдвинутыми на один тактовый интервал, При этом, в зависимости от того, имеется синхронизм или он нарушен,в одном из блоков 4 или 5 выделенияграницы групп соответствуют границам групп, установленным в кодере,а в другом блоке границы соответствуют серединам кодовых групп.В устройстве кодовой синхронизации осуществляется дополнительньпд.25 контроль ПС внутри кодовых групп всчетчиках 19 и 19, Для этого значения цифровой суммы в кодовой группе с выходов блоков 17 д и 17 памяти(фиг, 2 и, у) поступают на соответствующие входы соответствующего счетчика 19 д и 19 ЦС внутри кодовьмгрупп, на оставшиеся входы которыхпоступают первые символы Еи Епотоков Уи У (фиг, 2 ж, т)представляющие собой первый символ в следующей кодовой группе (табл, 3), Таким образом, в счетчиках 19 и 19осуществляется подсчет ЦС внутри кодовых групп (фиг. 2 н, и) посредством 40сложения значений ЦС на границах кодовых групп (фиг, 2 и, у) и значенияПС первого имвола в следующей кодо, вой группе (фиг, 2 ж, т).(Еще разподчеркнем, что на фиг. 2 ж, т отмечены 45только границы символов на выходахпараллельных регистров 13 и 14). Значения ЦС, равные +2,5 (фиг 4 в и 5 в),поступают на соответствующий блок20 и 20 памяти, На тактовые входыблоков 20,д и 20 памяти поступают сигналы с выходов соответственно блоков10 (фиг. 2 м) и 8 (фиг. 2 з), Сигналы с выходов блоков 20(20)памяти (фиг. 20 и 24) поступают на соответствующие блоки памяти 21 1 (21) и формирователи кодовых импульсов, сигналы на выходахкоторых представленьд на фиг, 2 п,ш, Учитывая, что переходы в состоя1 б 40831 Таблица 1 Четвертичные группы Двоичныгруппы 12(0)02(-1)11 (-1)20 (-1)13 (+1)21(0)31 (+1)22 (+1) 12 (0)30 (0)32 (+2),23 (+2)13 (+1)21(0)31 (+1)22 (+1) 000 001 010 011 100 101 110111 02(-1) 11 (-1) 20(-1) 03(0) 21 (0) 10 (-2) 01 (-2) а блиц тверичные имвол ния, соответствующие значениям ЦС +2,5 (фиг, 4 в) и -2,5 (фиг, 5 в) возможны только из состояний +1 или -1 соответственно (так как состояния +2 и -2 фиксируются как превышения значений ЦС и сбрасываются в .1 или -1), то при обнаружении этих значений ЦС (+2,5 и -2,5) необходимо установить значения ЦС в блоках 171 и 10 17 памяти, равные 0 (фиг, 4 в, 5 в), т,е. уменьшить по абсолютной величине на единицу, Эту операцио выполняют сигналы с выходов блоков 27 (28) формирования импульсов (фиг.2 п, 15 ш) ля того, чтобы сосчитать эти импульсы в счетчике-накопителе 2 совместно и в фазе с импульсами с выходов формирователей 21 и 22 (фиг.2 л, 2 х) осуществляется перестроби рование сигналов с выходов блоков 25 и 26 памяти в блоках 29 и 30 памяти сигналами с вьмодов соответственно блока 8 и 9 сдвига (фиг. 2 з, 2 м). Сигналы на выходах блоков 29 и25 30 памяти представлены на фиг 2 р, щ. В блоках 31 и 32 Формирования импульсов Формируются узкие импульсы (фиг. 2 с, ы), совпадающие по Фазе с импульсами на выходе блоков 21 и 22 30 (фиг 2 л, х) и поступающие на соответствующие входы элемента ИЛИ 10 для подсчета в счетчике-накопителе 2 Формула изобретения 35 1. Устройство кодовой синхронизации по авт. св, Р 132894 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности кодовой син хронизации, в опознаватель кодовых импульсов введены два блока выделения дополнительных кодовых импульсов, каждый из которых включен между соответствующими выходами параллельного регистра и блока памяти одного из блоков вьделения кодовых импульсов и дополнительными входами элемента ИЛИ, причем к первому и второму тактовым входам первого блока выделения дополнительных кодовых импульсов подключены соответственно выходы первого и второго блоков сдвига, а к первому и второму тактовым входам второго блока вьделения дополнительных кодовьх импульсов подключены соответственно выходы второго и первого блоков сдвига, третий выход каждого блока вьделения дополнительных кодовых импульсов подключен к дополнительному установочному входу блока памяти . соответствующего блока выделения кодовых импульсов.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок вьделения дополнительных кодовых импульсов выполнен в виде последовательно соединенных счетчика цифровой суммы внутри кодовой группы, первого и второго блоков памяти и первого блока формирования кодовых импульсов,. кроме того, выходы первого блока памяти подключены к соответствующим входам второго блока формирования кодовых импульсов, причем входы счетчика цирровой суммы внутри кодовой группы являются сигнальными входами, тактовые входы первого и второго блоков памяти - первым и вторым тактовыми входами, а выходы первого блока Формирования кодовых импульсов и выход второго блока Формирования кодовых импульсов - первым, вторым и третьим выходами блока вьделения дополнительных кодовых импульсов.ФавитЫфавитАлфавит=-1 ЦС=О ЦС=+1+1 +2 +3 Т У,Ф Х, ц Ч Щ Ы д 8 г д. еЖ з и К Л М и П. Р С Троичныегруппы 0 0 0 1 0 2.0 3 1 0 1 1 1 2 1 3 2 0 2 2 2 2 3 3 0 3 1 3 2 3 3 Первые Вторые символы символы Е 222 10 10 10 00 10 01 10 11 00 10 00 00 00 01 00 11 01. 10 01 00 01 01 01 11 11 100 0 1 1 0 11 11 1 С в кодовой группе1640831 Евдокимоеитал Составитель Техред М,Мо рректор М.Демчик актор.Н, Лазаренко каз 1022 Тираж 392 ПодписноНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 НТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10