Устройство кодовой синхронизации

Устройство кодовой синхронизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - повышение точности кодовой синхронизации. Устройство кодовой синхронизации содержит опознаватепь 1 кодовых импульсов, состоящий из блоков выделения (БВ) 4 и 5 кодовых импульсов, БВ 6 и 7 дополнительных кодовых импульсов, распределителя 8 импульсов, блоков 9 и 10 сдвига, элемента ИЛИ 11 и инвертора 12, а также счетчик-накопитель 2и решающий блок 3, В основу работы данного устройства положен принцип определения значений цифровых сумм в кодовой группе, появляющихся с достаточно высокой вероятностью При одновременном контроле значений цифровых сумм на границах и внутри кодовых групп повышается вероятность превышений граничных значений цифровых сумм., Это позволяет уменьшить время восстановления синхронизма и увеличить время удержания синхронизма, т.е. повысить точность кодовой синхронизации , 1 з„п. ф-лы, 5 ил., 3табл. е SS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” - -"::- - -"

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 1 ) 1328941 (21) 4404939/09 (22) 06.04,88 (46) 07,04 91. Бюл., Р 13 (72) И.М Котиков (53) 621 394.662(088,.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р- 1328941, кл. Н 04 1. 7/00, 1985.

1 (54) УСТРОЙСТВО КОДОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения — повышение точности кодовой синхронизации. Устройство кодовой синхронизации содержит опознаватель 1 кодовых импульсов, состоящий из блоков выделения (БВ) 4 и 5 кодовых импульсов, БВ б и 7 дополнительных кодовых импульсов, рас„„SU„„1640831 А 2 (51) 5 Н 04 L 7/00

2 пределителя 8 импульсов, блоков 9 и 10 сдвига, элемента ИЛ 11 и инвертора 12, а также счетчик-накопитель

2 и решающий блок 3. В основу работы данного устройства положен принцип определения значений цифровых сумм в кодовой группе, появляющихся с достаточно высокой вероятностью. При одновременном контроле значений цифровых. сумм на границах и внутри кодовых групп повышается вероятность превышений граничных значений «ифровых сумм„ Это позволяет уменьшить время восстановления синхронизма и увеличить время удержания синхрониэма, т,е, повысить точность кодовой синхронизации. 1 з.п, ф-лы, 5 ил., 3 табл.

1 640831

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 устройства

1 кодовой синхронизации; на Лиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — диаграм10 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 ре?0 шающий блок 3, причем в состав опознавателя 1 входят блоки 4 и 5 выделения кодовых импульсов, блоки 6 и 7 выцеления дополнительных кодовых выделения Кодовых импульсов выполнены идентично и каждый из них содержит последовательный регистр 13, парал30 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 ре35 шающий блок выполнен в виде элемента

И НЕ 28, Устройство кодовой синхронизации работает следующим образом.

Преобразование двухуровневого сигнала в четырехуровневый происходит в соответствии с табл. 1, отражающей

50 алгоритм кода ЗВ20 (три двоичных символов (ЗВ) преобразуются в два четвертичных (2Q).

В табл. 1 рядом с каждой четвертичной кодовой группой указано значение ЦС в данной группе, вычисляемое как алгебраическая сумма амплитуд импульсов в кодовой группе при

55 импульсов, распределитель 8 импульсов,25 блоки 9 и 10 сдвига, элемент ИЛИ 11 и инвертор 12, причем блоки 4 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 ЗВ20, Состояния 1, 2 . и 3 соответствуют значениям цифровой суммы на границах кодовых групп +1;

0 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 состояния i в состояние j и определяются кодовой таблицей кода 3820 (табл, 1).

При правильном определении границ

I кодовых 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

P в цифровой системе передачи, Превышение граничных значений ЦС (-1 и +i) 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 полутактового сигнала совпадает с серединами кодовых групп принимаемого сигнала, диаграммы переходов на приемной стороне принимают вид, предс-. тавленный на фиг. 4 и 5, где Т вЂ” тактовый интервал„ Причем при переключении фазы полутактового сигнала на выходах распределителя 7 импульсов значение IIC 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 состояние +1 переходит в одно из состояний: 4 (фиг. 4а), 5 (фиг. 46) или

6 (фиг, 4в), а граничное состояние

-1 — в .одно из состояний: 5 (фиг. 5в), 5 164083l

6 (фиг. 5б) или 7 (фиг„ 5а). Вероятности перехода в эти состояния

45 (1/2) Р14 (1/2) Р, (1/2) Р (1/2) p,ь и (1/2) P35 j (1/2) Ръб ° 5 (1/2) Рэ определяются кодовой таблицей кода

3В20 (табл. 1) .

Таким образом, состояния 4, 5 и б (фиг. 3) принимают при нарушении 10 синхронизма граничное значение ЦС, равное +1 (фиг. 4), а состояние 5, 6 и 7 — значение -1 (фиг. 5) и являются началом отсчета при контроле значений ЦС внутри кодовых групп 15 (при нарушении сннхронизма) .

Как следует из фиг, 4 и 5 ЦС внутри кодовых групп может принимать значения +2, +3, -2 и -3, превышающие граничные значения на границах кодовых групп, определяемые алгоритмом кодирования (-1 и +1, см„ табл. 1 и фиг. 3) . Принцип определения указанных значений ЦС, появля25 ющихся с достаточно высокой вероятностью, положен в основу работы предлагаемого устройства.

Однако, как следует из фиг, 4в и фиг. 5в, значения IlC на границах кодовых групп при контроле значений

ЦС внутри кодовых групп могут принимать значения +?,5 и -2,5, превьш|ающие граничные значения ЦС, равные

+1,5 и -1,5, внутри кодовых групп (фиг. 3). Границы кодовых групп определяются в кодере.

При одновременном контроле значений ЦС на границах и внутри кодовых групп повышается вероятность превышений граничных значений ЦС, что позволяет уменьшить время восстановления синхронизма и увеличить время удержания синхронизма и, тем самым, повысить точность синхронизации.

Работу устройства кодовой синхронизации рассматриваем для случая передачи цифровой информации кодом

ЗВ20 по радиотрактам с частотной модуляцией и приемом на автокорреляцио- 50 нный детектор, на выходе которого формируются два двоичных сигнала

У1 и У< являющихся представлением в коде Грея четверичных символов О, 2 и 3 (табл„2) . 55

Двоичные цифровые потоки У< и У (на фиг. 2а цифрами помечены номера символов в группе) записываются в соответствующие последовательные

6 регистры 13 . сигналом инверсной тактовой частоты (фиг. 2в), поступающей на тактовые входы регистров с выхода инвертора 12. Выходы последовательных регистров 13< и 13 подф ключены к входам параллельных регистров 14 < и 14, запись информации в которые осуществляется сигналами полутактовой частоты, поступающими на тактовые входы параллельных регистров 14 и 14g с прямого (в регистр 14, фиг. 2г) и с инверсного (В регистр 14, фиг, 2д) выходов распределителя 8 импульсов, представляющего собой делитель тактовой частоты на два.

На фиг. 2е представлены сигналы на первом и втором выходах последовательных регистров 13 „ и 13 . Цифры соответствуют номеру импульса, подстрочный индекс †. номеру группы.

Таким образом, на выходах параллельных регистров присутствуют на двух тактовых интервалах одновременно первые (2,1, Z ) и вторые (Z<, Z4) симВОлы ВхОдных сигналОВ и V (на фиг, 2ж отмечены границы смены сигналов на Входах регистров

14 1и 14 ). При этом за счет того, что запись информации в параллельные регистры 14 4 и 14 < осуществляется сигналами полутактовой частоты, сдвинутыми по фазе на один тактовый интервал с прямого (фиг. 2г) и инверсного (фиг. 2д) выходов распределителя 8 импульсов, на выходах одного из параллельных регистров f4 присутствуют импульсы, соответствующие переданной кодовой группе (фиг„ 2е) с учетом табл. 2, а на выходах другого регистра 14 — другой импульс в предыдущей кодовой группе и первый импульс в данной кодовой группе (фиг, 2т). Это позволяет осуществлять контроль ЦС как на границах, так и внутри кодовых групп, и полностью соответствует алгоритм работы основного изобретения.

Представленные в параллельном виде на выходах регистров 14 (фиг„ 2ж) и 14 (фиг. 2т) первые

Z< Z9 и вторые Z Z4 символы в кодовой группе входных сигналов Yt и У поступают на входы счетчиков 15» и 15 цифровой суммы в кодовой группе, функционирующих идентично в соответствии с табл. 3, полученной с учетом табл. 1 и 2, 1640831

Значения ЦС в кодовой группе, представленные в параллельном виде на выходах счетчиков 15 и 15< (границы смены значений ЦС в кодовых группах представлены на фиг. 2к, ф) поступают для подсчета ЦС на границах кодовых групп в счетчики 16 и 16, на другие входы которых поступают значения ЦС на границах кодовых групп, накопленные к моменту поступления данной кодовой группы и представленные в двоичном виде на выходах соответствующих блоков 17, памяти (фиг. 2и) и 17 . (фиг. 2у) . Для исключения задержек сигналов в параллельных регистрах 14 и 14 и счетчиках 15, 15, 16 .и 16 запись значений ЦС на границах кодовых групп в блоки памяти 17 и 17 с выходов счетчиков 16 < (фиг, 2к) и 16 (фиг. 2ф) осуществляется сигналами полутактовой частоты .с выходов блоков 9 сдвига (фиг. 2з) и 10 (фиг, 2м), На фиг.2к,ф представлены заштрихованные:; области, появляющиеся в момент смены значений ЦС на выходах блоков памяти

17 (фиг. 2и) и 17 (фиг. 2у). В эти моменты присутствует старое значение

ЦС в группе (фиг,. 2ж, к, т, ф). Области, свободные от штриховки, представляют собой новое значение ЦС на границе групп.

Превьппения граничных значений (-1 и +1) ЦС фиксируются в счетчиках

16 и 16 (фиг. 2к, ф) и через блоки памяти 17 < и 17 (фиг. 2и, у) поступают на входы блоков 18 и 18 формирования кодовых импульсов, на выходах когорых формируются узкие импульсы (фиг. 2л, х) по положительному перепаду напряжения на выходах блоков

17 и 17 памяти, Эти импульсы через элемент ЙПИ 11 поступают на тактовые входы В-триггеров 24-27 счетчиканакопителя 2.

Следует отметить, что. импульсы, изображенные на фиг. 2л, х, лишь отмечают временные позиции, на которьм появляются кодовые импульсы с соответствующей вероятностью, т.е. на этих позициях импульсы появляются не периодически, а с заданной вероятностью, определяемой либо таблицей кода 3820 (табл, 1), либо вероятностью в ЦСП (при синхронизме соответственно в блоке выделения 5 и в блоке выцеления 4, а при нарушении синхронизма в блоках 4 и 5 выделения .

При заполнении счетчика-накопителя 2 на выходе решающего блока 3 формируется импульс, сбрасывающий накоп5 ленные значения в последних L D-триггерах 26 и 27 счетчика-накопителя 2 и фазирующий распределитель 8 импульсов.

Следует отметить, что когда речь идет о подсчете значений ЦС на границах кодовых групп, то границы групп в блоках 4 и 5 выделения кодовых импульсов определяются полутактовыми сигналами с выходов распределителя

8, сдвинутыми на один тактовый интервал. При этом, в зависимости от того, имеется синхронизм или он нарушен, в одном из блоков 4 или 5 выделения границы групп соответствуют границам групп, установленным в кодере, а в другом блоке границы соответствуют серединам кодовых групп.

В устройстве кодовой синхронизации осуществляется дополнительньп .

25 контроль ПС внутри кодовых групп в счетчиках 19 и 19, Для этого значения цифровой суммы в кодовой группе с выходов блоков 17< и 17< памяти (фиг. 2и, у) поступают на соответствующие входы соответствующего счетчика 19 < и 19 ЦС внутри кодовьм групп, на оставшиеся входы которых поступают первые символы Z и Z э потоков 7 < и У (фиг. 2ж, т) > представляющие собой первый символ в следующей кодовой группе (табл, 3) . Таким образом, в счетчиках 19< и 19 осуществляется подсчет ЦС внутри кодовых групп (фиг. 2н, и) посредством

40 сложения значений ЦС на границах кодовых групп (фиг, 2и, у) и значения

ЦС первого <имвола в следующей кодо, вой группе (фиг. 2ж, т) . (Еще раз подчеркнем, что на фиг. 2ж, т отмечены

45 только границы символов на выходах параллельных регистров 13 и 14) . Значения ЦС, равные +2,5 (фиг„4в и 5в), поступают на соответствующий блок

20 и 20 памяти. На тактовые входы блоков 20 и 20 памяти поступают сигналы с выходов соответственно блоков

10 (фиг. 2м) и 8 (фиг. 2з). Сигналы с выходов блоков 20<(20 ) памяти (фиг. 20 и 24) поступают на соответствующие блоки памяти 21< (21 ) и формирователи кодовых импульсов, сигналы на выходах которых представлены на фиг. 2п, ш. Учитывая, что переходы в состоя1640831

Таблица 1

Четвертичные группы

Двоичны группы

12 (0)

30 (О)

32 (+2)

23 (+2)

13 (+1)

21 (О)

31 (+1)

22 (+1) 12 (О)

02(-1)

11 (-1)

20 (-1)

03 (О)

21 (О)

10 (-2)

01 (-2) 12(0)

02(-1)

11 (-1)

20 (-1)

13 (+1)

21 (О)

31 (+1)

22 (+1) 000

О О

011

101

111

Таблица 2

Четверичные символы

1

3 ния, соответствующие значениям ЦС

+2,5 (фиг. 4в) и -2,5 (фиг. 5в) 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 О (фиг. 4в, 5в), т.е. уменьшить по абсолютной величине на единицу, Эту операци|о выполняют сигналы с выходов блоков 27 (28) формирования импульсов (фиг.2п, ш). ля того, чтобы сосчитать эти импульсы в счетчике-накопителе 2 совместно и в фазе с импульсами с выходов формирователей 21 и 22 (фиг.

2л, 2х) осуществляется перестроби- 20 рование сигналов с выходов блоков

25 и 26 памяти в блоках 29 и 30 памяти сигналами с выходов соответственно блока 8 и 9 сдвига (фиг. 2з, 2м). Сигналы на выходах блоков 29 и

30 памяти представлены на фиг„ 2р, щ. В блоках 31 и 32 формирования импульсов формируются узкие импульсы (фиг. 2с, ы), совпадающие по фазе с импульсами на выходе блоков 21 и 22 (фиг,. 2л, х) и поступающие на соответствующие входы элемента ИЛИ 10 для подсчета в счетчике-накопителе 2„

Формула и з о б р е т ения

1. Устройство кодовой синхронизации по авт. св. 1! 132894 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности кодовой сил- 40 хронизации, в опознаватель кодовых импульсов введены два блока выделения дополнительных кодовых импульсов, каждый из которых включен между соответствующими выходами параллельного g5 регистра и блока памяти одного из блоков выделения 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 выделения дополнительных кодовых импульсов подключены соответственно выходы второго и первого блоков сдвига, третий выход каждого блока выделения 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 выделения 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 вторorо блока формирования кодовых импульсов, причем входы счетчика цифровой 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 выделения дополнительных кодовых импульсов. фавит-1 фавит-2 Алфавит-3

=-1 ЦС=О ЦС=+1

1640831

Т а блица 3

+1

+2

+3 с2

У, Ф

Х, ц

Ч

Щ

О. д

8 г д. е

Ж з и

К

Л

М и

П.

Р

Троичные группы

0 0

0 1

0 2.

0 3

1 0

1 1

1 2

1 3

2 0

2 2

2 3

3 0

3 1

3 2

3 3

Первые Вторые символы символы

Е Z Z

10 10

10 00

10 01

10 11

00 10

00 00

00 01

00 11

01. 10

01 00

01 01

01 11

1 1 1 0

0 0

1 0

11 11

ЦС в кодовой группе

-3 Ъ с.

-2

»1

-1

+ Э

1640831 ф

-1,5

Ф. -.3

У вЂ” /). с

О

О ки а) г р

Ф. фиг. 4

1640831

Составитель В. Евдокимова

Техред M,Моргеитал Корректор M.Демчик

Редактор.Н. Лазаренко

Заказ 1022 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101