Устройство цикловой синхронизации

 

УСТРОЙСТВО ЦИКЛОВОЙ СИНХРО-. НИЗАЦИИ содержащее последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, коммутатор, формирователь проверочной последовательности и формирователь синдромной последовательности , последовательно соединенные первый элемент совпадения и первый счетчик импульсов, вьшоды которого подключены к первой группе входов блока сравнения, а также первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, второй и третий счетчики импульсов, при этом, второй вход формирователя тактовых импульсов подключен к первым входам второго счетчика импульсов и первого элемента совпадения, а выходы третьего счетчика импульсов подключены к второй группе входов блока сравнения, выходы которого через второй элемент ИЛИ-НЕ подклнгчены к второму входу коммутатора и первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к второму входу которого подключен соответствующий выход третьего счетчика импульсов, к первому входу которого, а также к второму входу первого счетчика импульсов подключен выход первого .элемента ИЛИ-НЕ, причем соответствующий вход формирователя проверочной последовательности объединен с дер- . вым входом коммутатора, третий вход которого является входом уст- . ройства, отличающееся тем, что, с целью повьпиения помехоустойчивости , в него введены .сумматор по модулю два, блок приема М-последовательности , последовательно соединенные R5-триггер, ключ-, блок коррекции Непоследовательности, регистр сдвига, блоклсчитьшания, гейератор опорной М-последовательности i и формирователь синдроМной М-последовательности , последовательно со (Л единенные блок иамерекия вероятности ошибки, кодопреобразователь, мультиплексор и второй элемент совпадения , а также формирователь интервала анализа, третий элемент совпадения , четвертый счетчик импульса и дешифратор, выходы которого подклюо чены к информационным входам мультиплексора , а к входам дешифратора подключены выходы второго счетчика имю to пульсов, к второму входу которого подключен выход второго элемента совпадения , первый и второй входы которого объединены соответственно с вторым и первым входами третьего счетчика импульсов, вькод которого подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого объединен с вторым входом коммутатора, при этом выход формирователя проверочной последовательности подключен к первому входу блока приема М-последовательности, к второму которого и первому входу сумматора по модулю два под-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц4 Н 04 L 7/08

ВСЕСОЮЗНАЯ

Ц . ;,:,;.,.",,,;,„13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬМ6ДИ11Т} > Ф

ГОСУДАРС ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793883/24-09 (22) 24.09.84 (46) 07.12.85. Бюл. 9 45 (71) Минский радиотехнический институт (72) А.И. Королев и О.Д. Купеев (53) 621.394.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1008921, кл. Н 04 Ь 7/08, .1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1124441, кл. Н 04 L 7/08, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащее последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, коммутатор, формирователь проверочной последовательности и формирователь синдромной последовательности, последовательно соединенные первый элемент совпадения и первый счетчик импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения, а также первый и второй элементы HJIH-НЕ, второй и третий счетчики импульсов, при этом второй вход формирователя тактовых импульсов подключен к первым входам второго счетчика импульсов и первого элемента совпадения, а выходы третьего счетчика импульсов подключены к второй группе входов блока сравнения, выходы которого через второй элемент HJIH-НЕ подключены к второму входу коммутатора и первому входу первого элемента

ИЛИ-НЕ, к второму входу которого подключен соответствующий выход третьего счетчика импульсов, к первому входу которого, а также к вто рому входу первого счетчика импульсов подклвчен выход первого,эле„„Я0„„1197122 A мента ИЛИ-НЕ, причем соответствующий вход формирователя проверочной последовательности объединен с пер- . вым входом коммутатора, третий вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в-него введены, сумматор по модулю два, блок приема M-последовательности, последовательно соединенные К5 -триггер, ключ, блок коррекции 1Ф-последовательности, регистр сдвига, блок .считывания, генератор опорной И-последовательности

Я и формирователь синдромнои И-после- Е довательности, последовательно соединенные блок измерения вероятности ошибки,- кодопреобразователь, С мультиплексор и второй элемент совпадения, а также формирователь интервала анализа, третий элемент совпадения, четвертый счетчик импульса и

ФиЮ дешифратор, выходы которого подключены к информационным входам муль- «© типлексора, а к входам дешифратора 3 подключены выходы второго счетчика им- пульсов, к второму входу которого h4l подключен выход второго элемента сов- Ф падения, первый и второй входы которого объединены соответственно с вторым и первым входами третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, $-вход которого объединен с вторым входом коммутатора, при этом выход формирователя проверочной последовательности подключен к первому входу блока приема М-последовательности, к второму входу которого и первому входу сумматора по модулю два под1197122 ключен соответствующий выход коммутатора, п ричем выход генератора опорной M-последовательности подключен к второму входу сумматора по модулю ва выход которого через формирователь синдромной последовательно ости подключен к второму входу ключа, а выход лок б ка приема M-последовательности подключен к второму входу блока коррекции M-последовательности, выход которого через формирователь синдромной M-последовательности подключен к второму входу первого элемента совпадения, выход которого подключен к первым входа ам блока измерения вероятности ошибки и четвертого счетчика импульсов, к второму

Изобретение относится к электросварке и может быть использовано для цикловой синхронизации в аппаратуре повьппения достоверности передачи данных, в системах сбора и обработки 5 дискретной информации, а также при передаче сигналов цифрового радио- и телевизионного вещания при кодировании их сверточными кодами с пороговои схемой декодирования. 10

Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости, На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства цикловой синхронизации.

Устройство цикловой синхронизации содержит формирователь 1 тактовых импульсов, коммутатор 2, формирователь 3 проверочной последовательности, блок 4 приема М-последователь- 20 .ности, блок 5 коррекции М-последовательности, регистр 6 сдвига, блок 7 считывания, .генератор 8 опорной .

M-последовательности, формирователь 9 синдрома М-последовательности, пер-.- 25 вый элемент .10 совпадения, первый счетчик 11 импульсов, блок 12 измерения вероятности ошибки, кодопреобразователь 13, мультипликатор 14, второй элемент 15 совпадения, вто- З0 рой счетчик 16 импульсов, формирователь 17 интервала анализа, дешифвходу которого и первому входу третьего элемента совпадения подключен .выход формирователя интервала анализа, к входу которого, а также к вторым входам регистра сдвига и блока измерения вероятности ошибки и соответствующему входу генератора опорной М-последовательности подключен второй выход формирователя тактовых импульсов, а выход четвертого счетчика импульсов через третий элемент совпадения подключен к соответствующему входу блока считывания, . выход третьего счетчика импульсов подключен к третьему входу блока измерения вероятности ошибки.

2 ратор 18, третий счетчик 19 импульсов, первый элемент ИЛИ-НЕ 20, R-S —триггер 21, блок 22 сравнения, второй элемент ИЛИ-НЕ 23, ключ 24, формирователь 25 синдромной последовательности, сумматор 26 по модулю два,.четвертый счетчик 27 импульсов, третий элемент 28 совпадения.

Устройство цикловой синхронизации ,работает следующим образом.

Принятая кодовая последовательность в коммутаторе 2 разделяется на Ко информационных и на,проверочную последовательности.

Символы информационных последовательностей одновременно поступают к корректору ошибок и на вход формирователя 3 проверочной последовательности, где из принятых информационных символов формируются символы проверочной последовательности, которые поступают на первый вход блока 4 приема М-последовательности, на второй вход которого с и -выхода коммутатора 2 поступает последовательность, представляющая собой сумму по модулю два символов проверочной последовательности и М-последовательности, сформированных в кодере; производится- формирование символов принятой М-последовательнос"

1197122 ти. При наличии цикловой синхронизации подпотоков в коммутаторе 2 и при отсутствии ошибок в информационных и проверочных символах формирует" ся принятая М-последовательность 5 без ошибок, а при наличии ошибок или отсутствии цикловой синхронизации формируется принятая M-последовательность с ошибками. Однако структура принятой M-последовательности в том и другом случае имеет разный характер: при наличии ошибок в информационных символах структура ошибок в принятой M-последовательности зави-, сит от структуры ошибок.и порождаю 5 щих полиномов G<, (D) кода, а при (i) отсутствии цикловой синхронизации формируется случайная последовательность, отличная от структуры Mпоследовательности. Сформированная последовательность через блок 5 коррекции M-последовательности поступает на первый вход регистра 6 сдвига.

Режим вхождения в синхронизм.

Сформированные символы с выхода блока 4 приема М-последовательности одновременно через блок 5 коррекции M-последовательности поступают на первый вход регистра 6 сдвига 30 и второй .вход формирователя, 9 синдрома М-последовательности, на первый вход которого поступают символы от генератора 8 опорной М-последовательности. Так как отсутствует цикловая синхронизация как генератора 8 опорной М-последовательности, так и коммутатора 2, то на выходе формирователя 9 синдрома M-последовательности формируется ненулевая последо- 4р вательность.

Большое число ненулевых символов (P = 0,5) приводит к быстрому заполнению первого счетчика 11 импульсов, так как скорость нарастания 15 двоичного кода в этом счетчике значительно больше скорости нарастания дво" ичного кода порога в третьем счетчи ке 19 импульсов. В результате этого в какой-то момент времени происходит gp сравнение этих двоичных кодов и на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ 23 формируется сигнал логической единицы "1", которым осуществляется сдвиг информационных подпотоков коммутато- у ра 2 на один такт, установка RS-триггера 21 в нулевое состояние и через первый элемент ИЛИ-НЕ 20 установка в"О" первого и третьего счетчиков 11 и 19 импульсов, а также через второй элемент 15 совпадения установка в "О" второго счетчика 16 импульсов.

Одновременно символы с выхода формирователя 9 синдрома М-последоваттельности поступают на первый вход четвертого счетчика 27 импульсов и также быстро заполняют его и по окончании интервала анализа формируется импульс, поступающий на соответствую.". щий вход блока 7 считывания; произво- . дится перезапись информации иэ регистра 6 сдвига в генератор 8 опорной

М-последовательности, который начинает генерировать М-последовательность с новой фазы и далее цикл поиска фа- зы опорной M-последовательности продолжается аналогично.

Кроме того, символы. опорной. М-последовательности поступают на второй вход сумматора 26 по модулю два, на первый вход которого с П. -выхода коммутатора 2 поступают символы одной из информационных последовательностей.В результате этого формируется последовательность, отличная от про-, верочной последовательности, сформированной на передающей стороне.

Символы сформированной последовательности поступают на первый вход формирователя 25 синдромной последовательности, на второй вход которого поступают символы с выхода формирователя 3 проверочной последовательности; формируется ненулевая последовательность отличная от синдромной последовательности. Так как

RS-триггер 21находится в нулевом состоянии, то ключ 24 закрыт и коррекция сформированной последовательности блоком 4 приема M-последовательности не осуществляется.

Одновременно также с выхода формирователя 9 синдрома M-последовательности символы поступают на первый вход блока 12 измерения вероятности ошибок, второй вход которого подсоединен к выходу формирователя тактовых импульсов. Производится определение вероятности (части) ошибок в канале связи и формирование на его выходе шестиразрядного кода величины вероятности ошибок. Код величины вероятности ошибок поступает на кодопреобразователь 13, с помощью которого код преобразуется в трехразрядный код управления вось1!97122 мивходовым мультиплексором !4. К ин,формационным входам мультиплексора 14 подключены выходы дешифратора 18, второго счетчика 16 импуль. сов, служащие для управления (изменения) коэффициента счета второго счетчика 16 импульсов.

В соответствии с величиной вероятности ошибок код управления мультиплексора 14 приводит к появлению на выходе мультиплексора 14 одного из сигналов дешифратора 18. Сигнал с выхода мультиплексора 14 поступает одновременно на один из входов.третьего счетчика 19 импульсов и второго элемента 15.совпадения, выход которого подсоединен к установочному входу (установка "0 ) второго счетчика 16 импульсов.

Таким образом, в зависимости от вероятности !частости) ошибок в канале связи происходит формирование определенного коэффициента счета, второго счетчика 16 импульсов. Коэффициент счета второго счетчика 16 импульсов принимает значения 2; 4;

6; 8; 9; 10, соответствующие следующему ряду частности ошибок: Р„ > 10

1О"-1О ; 1а - 1О ; 1О - 1О"; Зо

10 — 10; 1, < 10 . .Изменение коэффициента счета второго счетчика 16 импульсов приводит к изменению скорости нарастания порога, формируемого. третьим счетчи- 35 ком 19 импульсов; при больших величинах вероятности ошибок скорость нарастания йорога увеличивается, а при меньших соответственно падает.

При исчерпании емкости третьего 40 счетчика 19 импульсов на его выходе появляется импульс сброса, поступающий на установочный вход (установка. "О") блока 12 измерения вероятности ошибок, на R-вход RS-тригге- 45 ра 21, а также через первый элемент» ИЛИ-НЕ 20 на установочные входы первого 11 и третьего 19 счетчиков импульсов и далее через второй элемент 15 совпадения — на установоч- 50 ный вход второго счетчика 16 им пульсов.

Режим синхронной работы.

При установлении циклового сиихронизма коммутатора 2 и генератора 8. 55 опорной М-последовательности на выходе блока 4 приема M-последовательности формируются символы M-последо— вательности, которые поступают на второй вход формирователя 9 синдрома

М-последовательности, на первый вход которого поступают символы опорной

М-последовательности, в фазе с принятой M-последовательностью; формируется синдром M-последовательности, который при отсутствии ошибок в ка- нале связи будет ненулевым. При искажении информационных символов синдром М-последовательности будет ненулевым; структура ненулевых символов синдрома M-последовательности зависит от структуры ошибок информационных символов н структуры порождающих полиномов 0 . (0). (i) (L)

Искажение одного информационного символа приводит к размножению ненулевых символов в синдроме M-последовательности в ? раз (— число ортогональных проверок), что существенно влияет йа помехоустойчивость устройства. Таким образом, число не-, нулевых. символов в синдроме M-последовательности зависит от вероятности ошибок (РО„ ) в канале связи.

Однако общее количество ненулевых символов в синдроме M-последовательности на анализируемом интервале меньше, чем при отсутствии цнклового синхронизма коммутатора 2 или генератора 8 опорной М-последовательности.

С помощью блока 12 измерения вероятности ошибки осуществляется измерение частости ненулевых символов, формирование шестиразрядного кода и управление скоростью нарастания порога третьего счетчика 19 импульсов, т.е. подстройка характеристик второго 16. и третьего 19 счетчиков импульсов при измерении вероятности (частости) ошибок в канале связи.

Кроме того, выходным импульсом третьего счетчика 19 импульсов

RS-триггер 21 устанавливается в единичное состояние.

Символы опорно" M-последовательности поступают на второй вход сумматора 26 по модулю два, на первый вход которого с и -выхода коммутатора 2 поступает последовательность, представляющая собой сумму по модулю два символов проверочной и М-последовательности; в результате с проверочной последовательности снимается

М-последовательность, 1197122

В принятой М-последовательности расположение ошибочных символов, возникших из-за искажения информацион ных символов, полностью соответству- 30 ет структуре ненулевых символов в синдромной последовательности. Это свойство алгоритма порогового декодирования используется далее для устранения ошибок в принятой M-последовательности. Так как RS-триггер 21 установлен в единичное состояние, то символы синдромной последовательности проходят на первый вход блока 5 .коррекции M-последовательности; производится коррекция оши"Символы принятой проверочной последовательности поступают на второй вход формирователя 3 проверочной последовательности, на первый вход которого поступают символы проверочной последовательности, сформированные из принятых информационных символов: формируются символы синдромной последовательности. 10

При отсутствий ошибок в канале связи синдромная последовательность является нулевой, т.е, состоит из одних логических нулей, а при нали- . чии ошибок - ненулевой. Структура не« 15 нулевых символов синдромной последовательности полностью определяется структурой ошибок в канале связи и структурой порождающих полиномов, сверточного кода.

Символы синдромной последовательности одновременно поступают на вход. анализатора синдромной последовательности (АСП) и на второй вход ключа 24. 25 бочных символов в принятой М-последовательности. В -результате этого ненулевые символы в синдромной последовательности определяются только ошибками в символах кодовой последовательности, представляющих собой сумму по модулю два символов проверочной последовательности и М-последовательности, сформированных на передающей стороне. Таким образом, введение коррекции ошибочных симво» лов в принятой М-последовательности уменьшает количество ненулевых символов в синдроме М-последовательности в t J pas (t - количество ошибочных информационных символов) и, следовательно, увеличивает помехоустойчивость цикловой синхронизации в режиме синхронизма. Кроме того, использование синдрома М-последова-. тельности и введение. коррекции ошибок в принятой М-йоследовательности позволяет повысить точность оценки качества канала связи (измерение вероятности ошибок в канале связи) и реализовать адаптивный алгоритм работы устройства цикловой синхронизации.

В случае, когда действительно произошел срыв цикловой синхронизации, на выходе формирователя 9 синдрома M-последовательности формируется случайная последовательности, со- держащая большое число ненулевых символов (порядка 1/2 от общего числа символов), и происходит .превышение порога, формируются импульсы сдвига и осуществляется поиск синхронизма в соответствии с описанной методикой.

1197122

Составитель Г, Лерантович

Редактор А. Ворович Техред С.Мигунова Корректор И, Иуска.

Заказ 7632/60 Тираж 658, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4