Устройство для одновременной тактовой и групповой синхронизации рабочими посб1лками в каналах с относительной фазовой и частотно-фазовой манипуляцией и информационнбши кодами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

305594

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15.Х.1969 (№ 1366140/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 04Х1.1971. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 28.1Х.1971

МПК Н 04l 7/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621,394.662.6(088.8) 2т„Е<ОЮЯИ ЛЯ

« ттт -, -пв; р.«« « п

Авторы изобретения

В. И. Назаров и В. В. Борецкий

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ТАКТОВОЙ И ГРУППОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ РАБОЧИМИ ПОСЬ|ЛКАМИ В КАНАЛАХ

С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ И ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ МАНИП УЛЯ ЦИ ЕЙ И И НФО РМАЦИО Н НЫМИ КОДАМИ

Изобретение относится к фазовой (частот. но-фазовой) телеграф ни и технике передачи дискретной информации и может быть ис. пользовано в каналах проводной, радиорелейной, коротковолновой и ультракоротковолновой радиосвязи, а также для передачи даных телеметрии и телеуправления.

Известны устройства групповой синхронизации, обеспечивающие передачу дискретных сообщений информационными кодами без избыточности, несущей сведения о границах кодовых комбинаций (знаков, букв, слов) . Б каналах с относительно-фазовой манипуляцией эта возможность обеспечивается устройствами, в которых групповая синхронизация основана на принципе вращающейся фазы.

Однако в известных устройствах для данного канала приходится выбирать только один вид синхронизации — либо тактовую (по границам элементарных посылок), либо групповую (по границам кодовых комбинаций). При тактовой синхронизации исключается возможность групповой синхронизации, так как в тактовой частоте не содержится сведений о границах между кодовыми комбинациями.

Поэтому для групповой синхронизации необходимо использовать комбинации информационного кода с избыточными посылками, передача которых по каналу снижает скорость передачи полезной информации. При групповой синхронизации тактовую частоту можно выделить из группового синхросигнала. Но при этом снижается скорость вхождения в синхронизм по тактовой частоте, так как система сначала должна войти в синхронизм по группам и только после этого начнет входить в синхронизм IIQ тактам, для чего понадобится еще некоторое время. Это снижает эффективность связи в коротковолновых ра10 диоканалах с глубоким федингом и в системах с короткими сеансами связи.

Цель изобретения — - увеличение информационной пропускной способности канала с сохранением помехоустойчивости приема в

15 заданной полосе частот при одновременном повышении скорости вхождения в синхронизм.

Это достигается тем, что на передающей стороне устройства к выходу информацион20 ного фазового манипулятора подключена последовательная цепь из узла поворота фазы на границах элементарных посылок и угла поворота фазы на границах кодовых групп на одинаковые углы, вдвое меньшие угла ин25 формационной модуляции, а на приемной стороне к выходу блока выделения смешанного тактово-группового синхросигнала подключен регенератор формы видеоимпульсов этого сигнала с параллельно включенными на его

30 выходе формирователем дифференциальных

305594

40

50

65 импульсов тактовой частоты и каскадом задержки синхросигпала на длительность одной элементарной посылки с формирователем задержанных дифференциальных импульсов, выходы которых объединены логическим элементом «ИЛИ», подключеным ко входу узла коррекции фазы тактового синхросигнала, и к тому же выходу регенератора подключен каскад сложения по модулю «два» регенерированного и задержанного тактово-группового сигналов с формирователем дифференциальных импульсов групповой частоты, подклю MHHblM ко входу узла коррекции фазы гру ппового синхросигнала. При этом второй вход каскада сложения соединен с выходом каскада задержки, а второй вход корректора группового синхросигнала соединен с выходом корректора тактового синхросигнала через делитель частоты на коэффициент, равный числу элементарных посылок в кодовой комбинации.

На фиг. 1 приведена блок-схема передающей части устройства; на фиг. 2 — блок-схема приемной части устройства.

Устройство содержит генератор несущей частоты 1, фазовый манипулятор групповой синхронизации 2, фазовращатель 8 на 90, фазовращатель 4 на 180, электронные ключи

5 и б, фазовый манипулятор 7 тактовой синхронизации, фазовращатель 8 на 90, фазовращатель 9 на 180, электронные ключи 10 и ll, узел 12 формирования видеосигналов тактовой и групповой синхронизации, кварцевый генератор 18 с частотой

Fp/S, где S — число элементарных посылок в кодовой комбинации, делитель частоты 16

FpS раз, формирователь синхросигнала 17 с таковой частотой FpS, блок кодирования 18, информационный фазовый манипулятор 19.

Кроме того, устройсгво содержит блок выде. ления смешанного тактово-группового синхросигнала 20, умножитель частоты 21 íà f„ на 2, фазовый детектор 22, опорный гетеродин 28 с частотой fo =2f, и кольцом фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), умножитель частоты 24 2-f, на 2, узел формирования и коррекции сигнала тактовой синхронизации

25, регенератор 26 формы тактово-группового синхросигнала, выделенного блоком 20, формирователь 27 дифференциальных импульсов тактовой частоты, каскад 28 задержки тактово-группового видеосигнала на длительность т одной элементарной посылки, формирователь 29 задержанных на Тр дифференциальных импульсов тактовой частоты, логический элемент «ИЛИ» 80, корректор 81 фазы тактового синхросигнача, узел 82 формирования и коррекции сигнала групповой синхронизации, каскад сложения по модулю «два» видеоимпульсов тактово-группового синхросигнала 88 и того же сигнала, задержанного на то, формирователь 84 дифференциальных импульсов групповой частоты, корректор 85, фазы группового синхросигнала, делитель частоты 86 на S.

На передающей стороне обычный фазоманипулированный сигнал системы с относительной фазовой манипуляцией подвергается вторичной фазовой манипуляции двумя регулярными последовательностями видеоимпульсов — тактовым синхросигналом с периодом то и групповым синхросигналом с периодом

Sxp ($ — число элементарных посылок в кодовой комбинации). Углы вторичной (тактовой и групповой) синхронизациопной манипуляции одинаковы по величине и равны половине минимального угла информационной манипуляции (для однократной системы

ОФТ вЂ” 0 — 180 они равны 90,для двукратнойв

45 ) . .В результате получается сигнал с вращающейся фазой, содержащий полезную (передаваемую) информацию и сведения о границах элементарных посылок и кодовых комбинаций.

Для получения такого сигнала (например,в случае однократной системы ОФТ вЂ 0 †) в передающую часть устройства между выходом генератора несущей частоты 1 и входом информационного фазового манипулятора 19 введены: фазовый манипулятор групповой синхронизации 2, фазовый манипулятор тактовой синхронизации 7 и узел формирования видеосигналов тактовой и групповой синхронизации 12. Формирование сигнала ь передатчике, использующем предлагаемое устройство синхронизации, производится следующим образом. Сигнал генератора 1 поступает на вход фазового манипулятора 2. Включение фазовращателей 8 и 4 в определенной последовательности и сочетании, определяемыми срабатыванием электронных ключей

5 и б по положительным импульсам сигналов управления, позволяет осуществить относительный фазовый сдвиг на границах кодовых групп на угол 90 . На выходе манипулятора 2 образуется сигнал с групповой вращающейся фазой, равной 90, т. е. фаза всех элементарных посылок каждой последующей кодовой комбинации изменяется на 90 относительно фаз посылок предыдущей кодовой группы (вращается) . Сигнал, поступающий на вход фазового манипулятора 7 тактовой синхронизации, подвергается аналогичной обработке по фазе на границах элементарных посылок при включении фазовращателей 8 и 9 с помощью электронных ключей 10 и 11 по сигналам управления. На выходе манипулятора 7 образуется сигнал с тактовой вращающейся фазой равной 90, т. е. фаза каждой последующей элементарной посылки изменяется скачком на

90 относительно предыдущей (вращается) .

Затем сигнал с выхода манипуляторов 2 и

7 подается на вход информационного фазового манипулятора (9, осуществляющего по видеоимпульсам относительного кода манипуляцию на 0 †1 фазы сигнала в соответствии с информацией, поступающей в блок кодирования 18.

305594

Импульсы синхронизации и управления с номинальной тактовой Fo и групповой F /S частотами, используемые при работе манипуляторов 2, 7, 19 и блока кодирования 18, формируются в узле 12 путем деления частоты эталонного генератора 18 и формирования тактового и группового синхросигналов.

На выходе передатчика образуется сигнал, включающий B себя информационный 0 — 180 компонент фазы и синхронизационные компоненты фазы групповой и тактовый с вращением на 90 . Сигнал с такой фазовой структурой содержит полезную (передаваемую) информацию и сведения о границах элементарных посылок и кодовых комбинаций за счет избыточности, вводимой в манипуляционный фазовый код сигнала. В этом состоит принципиальное отличие передающей части устройства, наделяющее его новым качеством: возможностью использования безызбыточных информационных кодов при одновременной тактовой и групповой синхронизации передаваемых сообщений. Тем самым значительно увеличивается скорость передачи полезной информации.

На приемной стороне производится синхронное детектирование принимаемого сигнала со снятой информационной манипуляцией фазы (путем неполного умножения его несущей частоты). Из последовательности видеоимпульсов смешанного тактово-группового синхросигнала и такого же сигнала, но задержанное на хо путем их логической обработки формируются импульсы синхронизации с тактовой частотой Fo oBon cToTon Fo/S, Для выделения сигналов синхронизации в приемной части устройства параллельно с тактом демодуляции информационного канала приемно-детектиру ющего устройства введены: последовательно соединенные блок выделения смешанного тактово-группового синхросигнала 20, узел формирования и коррекции сигнала тактовой синхронизации 25 и узел формирования и коррекции сигнала групповой синхронизации 82.

Выделение сигналов тактовой и групповой синхронизации производится следующим образом. Принимаемый сигнал поступает на вход блока 20, где производится неполное умножение несущей частоты сигнала для устранения информационной фазовой манипуляции (умножитель частоты 21) . Для однократной системы ОФТ вЂ” 0 — 180 коэффициент умножения равен двум, для двукратной — четырем.

Затем сигнал с удвоенной несущей частотой, в котором присутствуют только синхронизационные детерминированные (тактовый и групповой) компоненты фазы с вращением на 0—

180, детектируется фазовым детектором 22 с опорным гетеродином 28. Опорный гетеродин синхронизируется системой фазовой автоподстройки частоты по сигналу с полностью снятой манипуляцией фазы, полученному на выходе умножителя частоты 24.

15 го г5

Зо

5О

После регенерации в регенераторе 2б формы видеоимпульсов выделенного смешанного тактово-группового Lèíêðîñèãíÿëà и задсрхккп в каскаде 28 этого сигнала на тн формируются формирователями 27 и 29 дифференциальные импульсы тактовой частоты и задержанные на тн импульсы той же частоты. Последовательности дифференциальных импульсов с номинальной тактовой частотой, в которых отсутствуют импульсы, соответствующие границам кодовых групп, сравниваются в логическом элементе «ИЛИ» 80, па выходе которого получается полный тактовый синхросигнал. Коррекция фазы выделенной последовательносги дифференциальных импульсов с тактовой частотой производится в корректоре 81, построенном, например, по известной дискретной схеме.

Видеоимпульсы сигнала групповой синхронизации выделяк тся путем сложения в каскаде по модулю «два» регенерированного и задержанного тактово-группового сигналов 88.

Из полученного сигнала в каскаде 84 формируются дифференциальные импульсы групповой синхронизации. Коррекция фазы группового синхросигнала производится в корректоре

85, выполненном, например, по дискретной схеме, в которую с выхода корректора фазы 81 через делитель частоты Зб вводится сигнал синхронизации с частотой, равной частоте тактового синхросигнала, деленной на число элементарных посылок в кодовой комбинации.

Далее тактовый и групповой синхросигналы подаются на входы приемно-детектирующего устройства. в котором производится обнаружение и выделение сигнала информационного канала путем, например, детекторного фазопреобразователя принимаемого сигнала и его детектирования по способу сравнения фаз.

Таким образом, устройство позволяет обнаружить и выделить из сигнала с информационной и дополнительной тактовой и групповой синхронизационной фазовой манипуляцией смешанный тактово-групповой синхросигнал и затем осуществить одновременное выделение и формирование тактового и группового синхросигналов н одновременное начало вхождения в синхронизм по тактам и группам.

Предлагаемое устройство применимо и для многократных систем с относительной фазовой манипуляцией. В этом случае в передающей части устройства фазовые манипуляторы 2 и

7 выполняются в виде, например, управляемых делителей частоты, которые осуществляют поворот фазы каждой последующей кодовой комбинации относительно предыдущей и каждой последующей элементарной посылки относительно предыдущей на уГлы A(pra»x.ñ»íê =

= Лср,„нн»г= / Л р„„„„н „равные 45 для двухкратных, 22,5 — для трехкратных и 11,25 — для четырехкратных систем. На приемной стороне устройсгво синхронизации остается без изменений, за исключением того, что коэффициент умножения первого умножптеля частоты 21 в блоке выделения смешанного тактово305594 группового синхросигнала 20 увеличивается соответственно в 2, 4, 8 раз и становится равным 4,8, 16.

Предмет изобретения

Устройство для одновременной тактовой и групповой синхронизации рабочими посылками в каналах с относительной фазовой и частотно-фазовой манипуляцией и информационными кодами, содержащее па передающей стороне информационный и синхронизационный фазовые манипуляторы и узел формирования видеосигналов тактовой и групповой синхронизации, а а приемной стороне блок выделения синхросигнала путем неполного умножения его несущей частоты для устранения информационной фазовой манипуляции и последующего синхронного детектирования такого сигнала только с синхронизационной фазовой манипуляцией и узлы коррекции фазы видеоимпульсов синхронизации, отлиыа ои1ееся тем, что, с целью увеличения информационной пропускной способности канала с сохранением помехоустойчивости приема в заданной полосе частот при одновременном повышении скорости вхождения в синхроннзм, на передающей стороне к выходу информационного фазового манипулятора подключена последовательная

2О

25 цепь из узла поворота фазы на границах элементарных посылок и узла поворота фазы на границах кодовых групп на одинаковые углы, вдвое меньшие угла информационной модуляции, а на приемной стороне к выходу блока выделения смешанного тактово-группового синхросигнала подключен регенератор формы видеоимпульсов этого сигнала с параллельно включенными на его выходе формирователем дифференциальных импульсов тактовой частоты и каскадом задержки синхросигнала на длителы ость одной элементарной посылки с формирователем задер>канных дифференциальных импульсов, выходы которых объединены логическим элементом «ИЛИ», подключенным ко входу узла коррекции фазы тактового синхросигнала, и к тому >ке выходу регенератора подключен каскад сложения по модулю «два» регенерированного и задержанного тактовогруппового сигналов с формирователем дифференциальных импульсов групповой частоты, подключенным ко входу узла коррекции фазы группового синхросигнала, причем второй вход каскада сложения соединен с выходом каскада задержки, а второй вход корректора группового синхросигпала соединен с выходом корректора тактового сичхросигнала через делитель частоты на коэффициент, равный числу элементарных посылок в кодовой комбинации.

305594

ВхОд

Выход н приемо - детентириищему усгпрай стоу иг. 2

Составитель А. Мерман

Текред 3. H. Тараненко Корректор Л. А. Царькова

Редактор Д. Пинчук

Тнпогра.рня, нр. Сапунова, 2

Заказ 2511/15 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раугнскал наб., д. 4)5