Устройство тактовой синхронизации многоканальных модемов — SU 1238254 (original) (raw)
(51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21.) 3833571/24-0922) 29.12.84,У 195495, кл. Н 04 Р 22М.Г. Тухбатуллинелькин8 8) во СС 1966 етель 1 7/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(54) УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ МОДЕМОВ(57) Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в многоканальных модемах с ортогональными сигналами и фазоразностной моС дуляцией. Сокращается время вхождени в синхронизм и повышается помехоустойчивость. Устройство содержит блокпредварительной обработки группового сигнала, узел 2 позонного выделения сигнала рассинхронизации, формирователь (Ф) 3 синхроимпульсов ЯО 12 8254 опорный генератор 4, Ф 5 импульсовуправления, блок 6 сравнения, цифровой компаратор 7, Ф 8 адреса эонысинхронного состояния, узел 9 мажоритарной оценки адреса зоны синхронного состояния. Блок 1 состоит из.АЦП 1 О, дискретной линии задержки 11,вычитателя 12. Узел 2 содержит блок13 формирования знака рассинхронизации, состоящий из сумматора-вычитателя (СВ) 14, регистра 15 и ключа16 блок 17 усреднения сигнала позонам, состоящий из СВ 18, регистра19 и ключа 20; блок 21 усреднениясигнала рассинхрониэации, состоящийиз ключа 22 и реверсивногб счетчика23; блок 24 усреднения сигнала попосыпкам, состоящий из СВ 25, ключа26 и регистра 27; ключ 28. ф 3 содержит блок дискретной автоподстройки фазы и делитель 30 частоты.,3 з.п, ф-лы, 1 ил.54 1ствующих значению выборбк групповогосигнала 8(пав), взятых с интерваломдискретизации М, определяемым изусловия теоремы Котельникова как 12382 ьс1/2 ГЪ = 1/Е,Изобретение относится к техникесвязи и может быть использовано вмногоканальных модемах с ортогональными сигналами и фазоразностноймодуляцией. 5Цель изобретения - сокращениевремени вхождения в синхронизм иповышение помехоустойчивости устройства синхронизации.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства тактовой синхронизации многоканальныхмодемов.Устройство тактовой синхронизации многоканальньх модемов содержит5блок 1 предварительной обработкигруппового сигнала, узел 2 позонноговыделения сигнала рассинхронизации,формирователь 3 синхроимпульсов,опор,ный генератор 4,формирователь 5 импульсов управления, блок 6 сравнения,цифровой компаратор 7, формирователь 8адреса зоны синхронного состояния иузел 9 мажоритарной оценки адресазоны синхронного состбяния. При этом 25 .блок 1 предварительной обработки:группового сигнала состоит из аналого-цифрового преобразователя 10(АЦП), дискретной линии 11 задержкии вычитателя 12; узел 2 позонного З 0выделения сигнала рассинхронизациисодержит блок 13 формирования знакарассинхронизации, состоящий изсумматора-вычитателя 14, регистра 15и ключа 16, блок 17 усредиениясигнала по зонам, состоящий иэ сумматора-вычитателя 18, регистра 19и ключа 20, блок 21 усреднения сигнала рассинхронизации, состоящий изключа 22 и реверсивного счетчика 23, 40блок 24 усреднения сигнала по посыпкам, состоящий из сумматора-вычитателя 25, ключа 26 и регистра 27,ключ 28Формирователь 3 синхроимпульсовсостоит из блока 29 дискретной автоподстройки фазы и делителя 30 частоты.Устройство тактовой синхронизациимногоканальных модемов работаетследующим образом.50Групповой сигнал 8(С), представляющий линейную сумму ортогональныхфаэоразностно модулированных (модуляция во всех подканалах производится в одном такте) гармонических55составляющих, поступает на входАЦП 10 и преобразуется в последовательность двоичных чисел, соответгде Г 1 - верхняя частота спектрагруппового сигнала;Е - частота дискретизации.С выхода АЦП 1 О абсолютные значения чисел, соответствующих Б(пИ), где п - 1,2,3 - целые положительные числа, постунают одновременно на вход дискретной линии 11 задержки на 1 = Т/Ьг. тактов частс 1- ты дискретизации й и один из входов вычитателя 12, где Т - интервал ортогональности, а.на второй вход вычитателя 12 поступают задержанныечисла с выхода линии 11 задержки. Тогда на выходе блока 1 образуются числа 1= ПЯ(паЕ)- 18 Г(п-К) л 1 И (1) Последовательность таких чисел является искомым исходным Сигналом.рассинхронизации, так как рассматриваемый групповой сигнал обладает свойством симметричности, заключающимсяв равенстве (без учета воздействияпомех) абсолютных значений отсчетовгруппового сигнала, отстоящих наинтервал ортогональности Т т.е.1 = О, если за это время непроисходит изменений сигнала по фазе, ив отличии абсолютных значений этих отсчетов друг от друга в противном случае.При воздействии помех и замираний изменяются фазовые соотношения между составляющими группового сигнала, поэтому .за сигнал рассинхронизации можно принимать только усредненное значение выражения (1). В общем слу-. чае интервал усреднения, может быть любым, однако для исключения неопре-. деленности в фазовой подстройке не-. обходимо, чтобы это время было равным защитному. промежутку ., причем( Тьгде- длительность посылки;Т - интервал ортогональности.Для выделения сигнала грубой подстройки фазы интервал посылки разбивается на целое число зон М так, что каждая зона включает. целое число интервалов ат Величина зоны и их количество зависят от необходимой точности грубой подстройки7 6,зона М - 100где Е, - точность грубой подстройки, %.Сигнал, описываемый выражением (1), с выхода блока 1 поступает на вход блока 17, где обрабатывается с частотой МГ и образуются суммыь 4 еезхь = ь (В(пьь - )я(пЬь-)ьь 1н:ч+Е(2)где ч, - любое целое число;е:,уд;- номер зоны.Процесс образования 1 о,.происходит следующим образом.Поступающие на вход сумматора-вычитателя 18 сигналы суммируются при замкнутом ключе 20 с поступающим на выход регистра 19 числом, которое соответствует результату предыдущего этапа образования 1 Этот процессьдля каждой зоны длится Г, тактов. По окончании. образования очередной суммы 1 ключ 20 для интервала, соответствующего обработке 1-й зоны, разрывается и производится считывание информации с блока 17.Таким образом, минимум огибающей согласно выражению (2) соответствует зоне, для которой положение сетки тактовых частот будет синхронным, причем при перестройке эта зона становится первойДля дальнейшего повышения помехоустойчивости сигналы 1. с выхода1 блока 17 поступают через ключ 28 в блок 24. Этот процесс усредненияана;логичен процессу образования 1, и1 выполняется на последовательно соединенных и охваченных обратной связью через ключ 26 сумматоре-вычитателе 25 и регистре 27, имеющем промежуточные отводы а , б,сОценкаочередного нормализованного выбора Е 1 , на превышение пороч;га заключается в том, что при появле нии нулевого числа для 1 -й зоны на выходе 6 регистра 27 сигналы двух соседних (1 -1) и (1 +1) зон с выходов й и с Регистра 27. сравниваются в блоке 6 двух сигналов рассинхронизации с заранее установленным пороговьп числом П и, если хотя бы один из них превосходит или равен порогу, 50 блока 6 появляется сигнал, поступа 5 О 5 го 25 30 35 40 45 процессы усреднения по ряду посылок прекращаются, для чего в течение одного последующего цикла образования 1. ключ 26 разрывается. Ключ 26 ставится в положение "Земля" на время ь)пределения минимального значения Е 1. и сравнения с порогом.Цифровой компаратор 7 с памятью вырабатывает три формы сигналов: минимальное значение среди всех Е 1 сигнал оБ, свидетельствующий о том, что пришедшее на равнение очередное число, соответствующее Е 1(1 +1), меньше ранее зафиксированного минимального значения Е 1чь и сигнал для блока 6, разрешающий сравнение с порогом; В каждом цикле сравнения первая пришедшая Е 1 записывается в память компаратора 7 как минимальная. Выделенное в резуль тате полного .цикла сравнения минимальное значение Е 1 ч: подается наьвход узла 2, где производится нормализация Е 1Сигнал поступает на вход формирователя 8, в котором каждым сигналом сБ производится сброс в исходное состояние двоичногопересчетного устройства. Таким образом, на выходе формирователя 8 к концу цикла сравнения образуется число, соответству-. ющее номеру (адресу) зоны, для которой Е 1 . минимальна. После того, как проведен цикл сравнения, выделено минимальное значение Е 1 ч.,ь и адрес зоны, которому оно соответствует, проводится цикл нормализации. Затем производится цикл сравнения значений Е 11,.,1 и Е 1 чь+) соседних с ) -зоной с минимальным (нулевым после нормализации) значением Е 1 с заранее установленным порогом. Это сравнение производится в блоке 6 и состоит в том, что при появлении на входе Ь нулевого значения производится сравнение сигналов, поступающих по входам а и с с установленнь 1 м порогом; При равен стве этих сигналов порогу П или если они больше порога П, на выходе ющий на второй вход формирователя 8. Этот сигнал разрешает считывание сформированного числа, соответствующего номеру зоны для которой Е 1 чь минимальна. Время усреднения, необходимоедля достижения сигналом порога, зави1 О 15 20 ЗО 35 40 45 50 55 сит от конкретных условий приема (замираний, помех) и продолжается тем дольше, чем они хуже, Этим обеспечивается первый этап адаптации к условиям приема.С выхода формирователя 8 сигнал поступает на вход узла.9. Мажоритарная оценка состоит в сравнении на равнозначность группы из ш подряд вышедших адресов эоны синхронного состояния. Критерием оценки служит равнозначность к из ш адресов. При выполнении заранее установленного критерия соответствующий ему адрес зоны поступает на схему формирования сигналов управления режимами. подстройки фазы, сигналы с выходов которой в зависимости от адреса зоны синхронного состояния либо разрешают режим точной подстройки, поступая на третий вход узла 2, либо формируют сигнал ассоциативной установки в исходное состояние, поступающий на вход делителя 30 частоты.Принцип вьщеления сигналов рассинхронизации точной подстройки за-. ключается в том, что интервал 1 соответствующий усреднению сигналов рассинхронизации для первой зоны, делится на две части. На первой половине этого интервала времени производится суммирование сигнала, образованного по выражению (1), а на второй половине - вычитание,Если все элементы, образованные по . выражению (1), принадлежат одной. и той же элементарной посылке группо вого сигнала, результат этой операции будет нулевым. Если хотя бы один из элементов относится к разным. посылкам, то результат отличен от нуля, а знак результата зависит оттого, первому или второму интервалуусреднения принадлежит этот элемент. Операция по вьщелению сигналов рассинхрониэации такта точной подстройки выполняется блоком 13 и блоком 21. Сигнал с выхода блокапоступает на вход сумматора-вычитателя 14, последовательно соединенного с регистром 15, охваченным обратной связью через. ключ 6, С выхода регистра 15 знаки рассинхронизации поступают на вход ключа 22, который разрешает или запрещает режим точной подстройки. Если режим . точной подстройки разрешен, то знаки рассинхронизации,поступают на реверсивный счетчик 23, где усредняются иподаются на входы блока 29 путемдобавления или вычитания импульсов впоследовательности импульсов. Формула изобретения 1. Устройство тактовой синхронизации многоканальных модемов, содержащее последовательно соединенные блок предварительной обработки группового сигнала, узел позонного выделения сигнала рассинхронизации, формирователь синхроимпульсов, последовательно соединенные опорные генератор и формирователь импульсов управления, выход которого подключен к соответствующему входу формирователясинхроимпульсов, выходы которого подключены к соответствующим входамузла позонного вьщеления сигнала рассинхронизации, другие выходы формирователя синхроимпульсов являются выходами устройства, а вход блока предварительной обработки группового сигнала является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм и повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные блок сравнения, цифровой компаратор, формирователь адреса зоны синхронного состояния и узел мажоритарной оценки адреСа зоны синхронного состояния, первый выход которого подключен к соответствующему входу формирователя синхро. импульсов, к другим входам узла погонного выделения сигнала рассинхронизации соответственно подключены второй выход узла мажоритарной оценки адреса зоны синхронного состояния и второй выход цифрового компаратора, выходы узла позонного выделения сигнала рассинхронизации подключены к соответствующим входам блока сравнения и цифрового компаратора, третий выход которого подключен к соответствующему входу блока сравнения, выход которого подключен ко второму входу формирователя адреса зоны синхронного состояния, установочный вход блока сравнения является входом сигнала "Порог".2 устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок .предварительной обработки группового сигна1238254 Составитель О.КонстантиноваРедактор Ю,Петрушко Техред М.Ходанич. Корректор М Пожо Заказ 3305/58 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4 ла содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), диекретную линию задержки и вычитатель, причем, второй вход вычи- тателя подключен к выходу АЦП, а выход вычитателя является выходом блока предварительной обработки группового сигнала, а вход АЦП в . входом блока предварительной обработки группового сигнала.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что узел позонного выделения сигнала рассинхрониэации содержит объединенные по первым входам блок формирования знака рассинхронизации и блок усреднения сигнала по зонам, выход которого через ключ подкЛючен к первому входу блока усреднения сигнала по посылкам для каждой зоны, выходы которого являются соответствующими выходами узла позонного выделения сигнала рассинхронизации, выход блока формирования знака рассинхрониэации подключен к первому входу блока усреднения сигнала рассинхронизации, выходы которого являются соответствующими выходами узла позонного выделения сигнала рассинхронизации, причемпервый и второй входы блока формирования знака рассинхрониэации, второйвход блока усреднения сигнала позонам, второй и третийвходы ключа, 10 второй вход блока усреднения сигналарассинхронизации и второй вход блокаусреднения сигнала по посылкам длякаждой зоны являются соответствующими входами узла позонного выделения 15 сигнала рассинхронизации.4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, чтд формировательсинхроимпульсов состоит из последовательно соединенных блока дискрет ной автоподстройки фазы и делителячастоты, первый вход и выходы которого являются выходами формирователясинхроимпульсов, входы блока диСкретной автоподстройки фазы и второй 25 вход делителя .частоты являются входами формирователя синхроимпульсов,