УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ

Устройство синхронизации сигналов с дифференциальной манипуляцией
Заявленная полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в средствах радиосвязи работающих в телекоммуникационных сетях с дифференциальной манипуляцией (DPSK).
Системы связи с некогерентной модуляцией, к которым относятся сигналы DPSK, требуют наличие тактовой и кадровой синхронизации. Для выполнения данных операций в синхропреамбулу закладываются символы обеспечивающие данные виды синхронизации. Существующие устройства в основном имеют различные схемы, выполняющие тактовую и кадровую синхронизации остро поднимающие вопросы быстродействия системы в сетях с пакетной передачей данных (RU 2096917, RU 2510896). Применение мощных вычислительных устройств на базе сигнальных процессоров и логических схем позволяет решать задачи и строить схемы одновременной тактовой и кадровой синхронизации.
Наиболее близким к заявленной модели является устройство синхронизации (US 6973142 В2) включающий применение снятия дифференциального кодирования принимаемой информации до этапа демодулирования, однако не производит в должной мере процесс одновременной тактовой и кадровой синхронизации.
Таким образом недостатком технического решения применения синхронизации сигналов с некогерентной модуляцией, заключается в проведении тактовой и кадровой синхронизации различными схемами, занимающее определенное время, что значительно снижает возможности каналов связи с пакетной передачей данных.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель является повышение вероятности синхронизации, при низком 2
соотношении сигнал/шум с одновременным уменьшением времени синхронизации.
Данная задача решается за счет применения схемы синхронизации сигналов, характеризующееся тем, что включает в себя модуль выполняющий взаимно-корреляционную функцию между приемным сигналом и синхрословом при каждом дискретном отсчете, что позволяет осуществлять одновременную тактовую и кадровую синхронизацию без выполнения операции демодуляции.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшением количество символов в синхропреамбуле на 30%, при одинаковом соотношении сигнал/шум.
Устройство поясняется фиг. 1 на которой изображена структура устройства синхронизации сигналов с дифференциальной манипуляцией.
На фиг. 2 показана типовая структура синхропреамбулы систем цифровой радиосвязи.
Устройство синхронизации включает функциональный узел учета дифференциальной модуляции, состоящий из линии задержки 1 и устройства операции деления 2, и коррелятора, состоящого из буфера 3, селектора 4, узла памяти синхрослова 5, устройства операции умножения 6, выделения модуля сигнала 7, и операции сравнения итогового сигнала с пороговым значением в устройстве 8.
Сущность полезной модели состоит в применение квадратурной реализации устройства синхронизации сигналов DPSK.
Квадратурная реализация сводит все типы передачи сигналов к единственной амплитудной модуляции. Каждый вектор на плоскости передается посредством амплитудной модуляции его синфазной и квадратурной проекций на синусоидный и косинусоидный компоненты его несущей.
Принятый сигнал s(t) записывается следующим образом:
3
при 0≤t≤T: i=1,…, M
где: Е - энергия переданная сигналу;
Т - время передачи символа;
значение фазы колебаний;
i - значение количества позиций в модуляции.
n(t) - гауссов процесс шума.
k
Информационный вектор φ определяется согласно выражения (2):
k-1
где: ϕ - фаза предыдущего символа;
k
Δφ - разность фаз.
k
k-1
Сложение текущего кодируемого сообщения, выраженного разностью фаз Δφ с предыдущей фазой φ обеспечивает дифференциальную модуляцию сообщений.
Типовая синхропреамбула, представленная на фиг. 2 состоит из меандра для тактовой и синхрослова для кадровой синхронизации.
Организация тактовой и кадровой синхронизации между передающим сообщение абонентом и принимающим сообщение абонентом в данном случае реализованы без наличия передачи служебных программ в обратную сторону.
Устройство работает следующим образом. Учет наличия дифференциальной модуляции символов осуществляется с помощью 4
k
k-1
функции деления принятого сигнала S(t) с сигналом S(t), полученным на предыдущем интервале времени за счет линии задержки 1.
1
Буфер 2 осуществляет запись цифровых отсчетов принятого сигнала на величину длительности синхропоследовательности Т.
Селектор 4 необходим с целью стробирования предыдущих значений дифференциального сигнала DS(t) с частотой длительности символов цифрового сигнала, что определяет тактовую синхронизацию принимающей стороны.
0
0
Модуль сигнала S(t), где t - текущее время обрабатываемой информации, определяется путем взаимной корреляции дифференциального сигнала DS(t) с известным синхрословом Sw.
Устройство 8 осуществляет сравнение значения модуля сигнала с заданным пороговым значением.
1
Таким образом, момент превышения значения модуля сигнала DS(T) порогового уровня непосредственно после приема всей синхрослова определит время начала кадровой синхронизации.
Подобная реализация устройства синхронизации для дифференциальных модуляций позволяет не вводить в состав синхропреамбулы меандра для тактовой синхронизации.
Практическая реализация представленной полезной модели в ОАО «КБ Радиосвязи» г. Севастополь, позволяет сократить длительность синхропреамбулы на 30% в сетях с дифференциальной восьмифазной манипуляцией D8PSK, при одинаковом соотношении сигнал/шум.