УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ М-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Полезная модель относится к технике электросвязи, а именно к области синхронизации сложных сигналов в цифровых каналах телекоммуникаций.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения помехозащищенности синхронизации М-последовательности в условиях преднамеренных помех.
Известны устройство синхронизации с М-последовательностью (А.С.№534879, H04L 7/02, 1977), устройство для синхронизации М-последовательности (А.С. №544156, Н04L 7/02, 1977), устройство определения фазы М-последовательности (А.С. №625314, Н04L 7/02, 1978), способ синхронизации М-последовательности (патент РФ №2011303, Н04L 7/02, 1994), устройство последовательностей максимальной длины (патент РФ №2012148, H04L 25/26, 1994), способ и устройство синхронизации М-последовательности (патент РФ №2127954,H04L 7/02, 1999), способ и устройство синхронизации М-последовательности (патент РФ №2244384, Н04L 7/02, 2002),устройство синхронизации М-последовательности (патент РФ №1840075, Н04L 7/02, 2006), устройство синхронизации М-последовательности (патент РФ №1840079, Н04L 7/02, 2006).
Общим недостатком названных устройств является низкая помехозащищенность приема синхронизируемой М-последовательности (последовательности максимальной длины) в условиях наличия в канале связи, помимо естественных, искусственно созданных преднамеренных помех.
Наиболее близким по своей сущности является устройство определения фазы М-последовательности (А.С. №625314, H04L 7/02, 1978). Оно содержит генератор М-последовательности, блок выбора максимального сигнала, генератор тактовых импульсов, коммутатор, входной запоминающий блок, преобразователь, вспомогательный запоминающий блок, генератор сигналов поля Галуа и адресный регистр.
Недостатком данного устройства (прототипа), является то, при поступлении на его вход двоичных посылок М-последовательности, искаженных действием преднамеренной помехи, большая часть синхронизирующей информации теряется. Кроме того, регистрация М-последовательности и установление синхронизма осуществляется без учета воздействия преднамеренных помех.
Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее генератор тактовой частоты, входной запоминающий блок, генератор М-последовательности, блок выбора максимального сигнала и вспомогательное запоминающее устройство, введены блок оценки входного сигнала, делитель частоты тактовых импульсов на N, умножитель частоты тактовых импульсов на k иблок корреляторов.
Входами предлагаемого устройства являются три входа блока оценки входного сигнала, выход которого соединен с первым входом входного запоминающего блока, ко второму входу которого подключен выход делителя частоты тактовых импульсов на N, а к третьему - генератор тактовых импульсов. Выход генератора тактовых импульсов подключен дополнительно к входам умножителя частоты тактовых импульсов на k и делителя частоты тактовых импульсов на N. Выходы этих блоков дополнительно подключены к первому и второму входу генератора М-последовательности соответственно. Выход входного запоминающего блока соединен с первым входом вспомогательного запоминающего блока, второй вход которого соединен с выходом умножителя частоты тактовых импульсов на k, а третий - с выходом блока выбора максимального сигнала. Выход вспомогательного запоминающего блока соединен с первым входом блока корреляторов, второй вход которого подключен к выходу генератора М-последовательности, а выход блока корреляторов соединен с первым входом блока выбора максимального сигнала, ко второму входу которого подключен выход делителя частоты тактовых импульсов на N, а к третьему входу - выход умножителя частоты тактовых импульсов на k. Выход блока выбора максимального сигнала является выходом устройства и дополнительно соединен с третьим входом вспомогательного запоминающего устройства.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства, на фиг.2 - структурная электрическая схема блока 1 оценки входного сигнала.
Устройство синхронизации М-последовательности содержит блок 1 оценки входного сигнала, генератор 2 тактовой частоты, делитель 3 частоты тактовых импульсов на N, входной запоминающий блок 4, умножитель 5 частоты тактовых импульсов на k, генератор 6 М-последовательности, вспомогательный запоминающий блок 7, блок 8 корреляторов, блок 9 выбора максимального сигнала.
Для осуществления процесса синхронизации в канале связи передается многократно повторенная одна и та же М-последовательность.
Устройство (фиг.1) работает следующим образом. Сигналы принятой М-последовательности длины N (последовательность посылок разной полярности «1» и «-1»), искаженные преднамеренной помехой, с выхода демодулятора (см. Л-10 с.230, 231, 235), а также сигналы с первого и второго каналов демодулятора (до схемы сравнения) в виде коротких импульсов положительной полярности поступают соответственно на первый, второй и третий входы блока 1 оценки входного сигнала. Здесь осуществляется обнаружение постороннего мешающего колебания - искусственно созданной (преднамеренной) помехи. В случае обнаружения поврежденных помехой элементов М-последовательности, на их месте формируются символы стирания (нулевые посылки «0»). Таким образом, в блоке 1 оценки входного сигнала производится анализ каждого элемента М-последовательности. Далее преобразованная М-последовательность, содержащая N элементов, часть из которых подвергнуто стираниям, посимвольно поступает на входной запоминающий блок 4, где записывается в память с частотой тактовых импульсов генератора 2. Записанная М-последовательность по сигналу, поступающему с делителя 3 на вход 2 входного запоминающего блока 4 (импульс цикловой синхронизации), по параллельной шине переписывается во вспомогательное запоминающее устройство 7, и одновременно начинается запись в блок 4 следующей по порядку многократно повторяемой М-последовательности. Копия записанной в блоке 7 М-последовательности по параллельной шине подается на первый вход блока корреляторов 8 с частотой тактовых импульсов в k раз больше частоты тактовых импульсов генератора 2, поступающих на второй вход блока 7 с выхода умножителя 5. В блоке корреляторов 8 производится перемножение поступившей М-последовательности с каждой из L М-последовательностей, генерируемой блоком 6, которые по параллельной шинепоочередно подаются на второй вход блока корреляторов 8, с последующим интегрированием результатов перемножения. Результаты корреляционной обработки, содержащие L значений, подаются на первый вход блока 9 выбора максимального сигнала. В нем производится определение значения результата корреляционной обработки, имеющего максимальную величину, превышающую установленный порог и определяется номер принятой М-последовательности, который поступает на выход блока 9 (выход устройства), и одновременно подается на вход 3 вспомогательного запоминающего устройства 7, в котором производится удаление содержимого. Таким образом, считается, что синхронизация установлена.
В случае, когда превышение порога не происходит, выбор номера синхронизирующей М-последовательности невозможен, сигнал на выходе устройства, а, следовательно, на входе 3 блока 7 отсутствует, и содержимое блока 7 сохраняется.
С приходом следующего импульса цикловой синхронизации на вход 2 блока 4 его содержимое (очередная принятая М-последовательность с частью стертых символов, причем позиции стираний, ввиду случайности действия преднамеренной помехи, отличаются от позиций предыдущей принятой М-последовательности), записывается в блок 7, где производится операцияпоэлементного сложения предыдущей и вновь поступившей М-последовательностей. В результате, часть стертых элементов синхронизируемой М-последовательности исправляются на истинные.
Далее производятся операции, аналогичные описанным выше до тех пор, пока не будет превышен установленный порог и не определен номер синхронизирующей М-последовательности.
Блок 2 служит для тактовой синхронизации блока 4; совокупность блоков 2, 3 осуществляют цикловую по М-последовательности синхронизацию блоков 4, 6, 9, а совокупность блоков 2, 5 осуществляют синхронизацию блоков 6, 7, 9, осуществляющих ускоренную в k раз (относительно генератора 2) обработку сигналов.
Блок 1 оценки входного сигнала состоит из двух пороговых устройств, входы которых являются первым и вторым входами устройства, а выходы соединены с входами логической схемы «исключающее ИЛИ-НЕ», к выходу которой подключен ждущий генератор. Выход ждущего генератора соединен со вторым входом ключа, выход которого является выходом устройства, а первый вход - третьим входом устройства.
Блок 1 оценки входного сигнала (фиг.2) работает следующим образом. Сигналы с первого и второго каналов демодулятора поступают соответственно на первое 1.1 и второе 1.4 пороговые устройства, на которых каждая посылка сигнала сравнивается с установленным порогом, и результаты сравнения подаются на вход блока 1.5 «исключающее ИЛИ-НЕ». В случаях, когда сигнал превышает порог на обоих пороговых устройствах, либо не превышает его ни на одном из них (замирания в канале связи), блок 1.5 «исключающее ИЛИ-НЕ» формирует импульс, поступающий на вход ждущего генератора 1.2. По переднему фронту поступившего импульса ждущий генератор 1.5 формирует сигнал, длительность которого соответствует длительности элемента принимаемой М-последовательности. Сформированный сигнал подается на второй (управляющий) вход ключа 1.3, а на первый его вход последовательно поступают элементы М-последовательности с выхода демодулятора. В нормальном положении ключ 1.3 открыт и посылки М-последовательности следуют через него. При поступлении же сигнала на 2 управляющий вход ключа 1.3 он закрывается на длительность элемента. Таким образом, в принятой М-последовательности, искаженной преднамеренной помехой, стираются элементы, принятые с искажениями.
В прототипе в условиях одновременного воздействия естественных и преднамеренных помех правильная синхронизация не будет обеспечена и произойдет его ложное вхождение в синхронизм по помехам. Тем самым использование новых элементов - блока оценки входного сигнала, делителя частоты тактовых импульсов на N, умножителя частоты тактовых импульсов на k, блока корреляторов и блока выбора максимального сигнала позволяет существенно снизить возможность ложной синхронизации по помехам и повысить помехозащищенность синхронизации М-последовательности в условиях естественных и преднамеренных помех.
Литература
1. А.С. №534879, Н04L 7/02, 1977.
2. А.С. №544156, Н04L 7/02, 1977.
3. A.C. №625314, Н04L 7/02, 1978.
4. Патент РФ №2011303, Н04L 7/02, 1994.
5. Патент РФ №2012148, Н04L 25/26, 1994.
6. Патент РФ №2127954, Н04L 7/02, 1999.
7. Патент РФ №2244384, Н04L 7/02, 2002.
8. Патент РФ №1840075, Н04L 7/02, 2006.
9. Патент РФ №1840079, Н04L 7/02, 2006.
10. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. Изд. 2-е, переработанное, дополненное. - М.: «Советское радио», 1970. - 728 с.