Файл: Свириденко С.С. Основы синхронизации при приеме дискретных сигналов.pdf

уравнение следящего дискриминатора можно записать .в оператор­

Введем в рассмотрение коэффициент передачи кольца по пос­ тоянному току Ко, определяющий преобразование временного рас­ согласования тів фазовый сдвиг Кот: импульсов генератора,

ка= кфкгN + 1

N

и его нормализованную величину К = — . Тогда в пренебрежении

флуктуанионным шумом при использовании пропорционально ин­ тегрирующего фильтра можно записать уравнение временного дис­ криминатора в дифференциальной форме:

дом фазовой плоскости или численно [78].

Шумы в дискриминаторе можно характеризовать их дисперсия­

то<СТ0.

•На рис. 3.16 приведены зависимости дисперсии ошибки времен­ ной синхронизации от отношения сигнал/шум A 2To/GQ—EQl ö 0 .цри различных .значениях параметра дискри­ минатора jB = 1/ (іДі/кТо), где Д/к — полоса

пропускания кольца подстройки, кото­ рая в основном определяется полосой фильтра и интегратора [79]. Распределе­ ние плотности вероятности временного рассогласования т = Д t/T0 получено с уче­ том нелинейности дискриминационной ха­

видеоимпульсов имеет случайный -харак­ тер и ее можно записать в виде А cos è(t). Ранее 'было показано, что при 'большом;

50

отношении сигнал/шум распределение щ (Ѳ) .приближается к нор­ мальному. Результаты 'моделирования іна ЭВМ показывают, что сигнал 'Ошибки при 'Случайном изменении амплитуды и аддитивном нормальном шуме имеет 'нормальное распределение [80].

3.5. ДИСКРЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА СЛЕЖЕНИЯ ЗА МОМЕНТОМ ПРИХОДА СИГНАЛА

'Подстройку момента генерирования опорного сигнала по при­ нимаемому можно осуществить косвенным образом без подстройки опорного 'Генератора. Дискретное устройство .слежения имеет ха­ рактеристику, аналогичную следящему дискриминатору. Принцип работы устройства состоит в том, что для совпадения во времени принимаемого и опорного сиг­ налов используется стабилизи­ рованный неуправляемый .гене­ ратор, 'частота колебаний ко­ торого в п раз выше частоты следования импульсов сигнала.

На рис. 3.19 изображена схе­ ма дискретного следящего уст­ ройства [81]. Кольцо подстрой­

ки состоит из фазового дискриминатора-усреднителя, управляюще­ го устройства и управляемого делителя. Управление в кольце про­ изводится дискретными шагами по времени путем добавления или исключения импульсов на входе управляемого делителя ів соответ­ ствии со знаком временной расстройки. Если Т — период повторе­ ния сигнала, шаг подстройки выбирается равным Т/п.

Статическая характеристика дискриминатора имеет івіид меанд­ ра. Дискриминатор определяет знак расстройки без учета ее вели­ чины. Устройство работает следующим образом. Видеоимпульсный сигнал, имеющий частоту повторения F, поступает с удвоенной ча­ стотой на фазовый дискриминатор, на другой вход которого одно­ временно подаются импульсы управляемого делителя, следующие также с частотой 2F. Генератор генерирует импульсы с частотой nF. В управляющем устройстве ів зависимости от знака расстройки реализуется операция добавления или исключения импульсов, в

'Чем выше частота опорного генератора по отношению,к часто­ те 'Следования импульсов сигнала, тем меньше шаг подстройки. Расчет основных .параметров дискретного 'Следящего дискримина­ тора приводится в работах [82—85].

■В рассматриваемом дискриминаторе полоса удержания ,и поло­ са захватывания равны и их можно объединить общим названи­ ем — полоса синхронизации. Назначение усреднителя в системе — подавление помех. Так как в кольце используется дискретное уи-

51

равлѳвие, применяют дискретные усредняющие устройства, напри­ мер реверсивный счетчик (81]. Это устройство алгебраически сумми/рует импульсы, поступающие на два его входа. Импульсы, пос­ тупающие .на один .вход, увеличивают показания счетчика, а им­ пульсы, поступающие на второй вход, уменьшают их. Счетчик дол­ жен помнить последнее 'Записанное число сколь угодно долго. Ис­ пользование реверсивного счетчика вместо 'обычного LC- ил,и /?С-фильтра (интегратора) связано с тем обстоятельством, чтс фильтры на L и С за счет влияния температуры и режима вносят дополнительные фазовые .сдвиги, соизмеримые с необходимыми временными смещениями сигналов. ІВ то же время изменения вре­ менного положения сигнала происходят медленно, что позволяет заменить фильтр счетчиком.

Дискретные устройства синхронизации можно анализирован аналогично системе ФАЛЧ, используя стохастическое уравненіи для плотности вероятности временного интервала рассогласования Одномерная плотность вероятности относительного момента сив

где Кл — коэффициент деления делителя; К\ (0) и і/СДѲ) — коэффи­ циенты, пропорциональные среднему и дисперсии приращения фа­ зы синхроимпульса на одну посылку.

Длительность переходного процесса установления синхрониза­ ции можно определить как время первого достижения заданной границы. Величина этого отрезка времени случайна и зависит от начального значения фазы синхроимпульса. За время 'синхрониза­ ции можно принять наибольшее условное среднее время тСнп, изме­

ряемое числом элементарных посылок сигнала, предшествующих первому достижению фазой синхроимпульса границы области, ши­ рина которой соответствует длительности защитного интерва­ ла [87].

3.6. КОДОВЫЕ МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ

Для преобразования кодовых 'Сигналов в элементы сообщения (декодирования) необходима блочная синхронизация, состоящая в определении мест разделения кодовых .слов [1, 8, 15]. Наиболее

просто блочную синхронизацию можно осуществить при использо­ вании либо .отдельного частотного канала для передачи маркеров, соответствующих местам разделения кодовых слов, либо времен­ ного, когда для маркера отводится определенная временная по­ зиция.

52

іВ давно .существующих дискретных системах связи для разде­ ления .кодовых слов используют .пропуск или стартстопный импульс (ма.р.кер) при работе блочным кодом типа Морзе или Бодо. При отсутствии разделительных знаков использование блочного кода для передачи 'сообщений невозможно. В широкополосных системах связи в качестве стартстолного импульса используют кодирован­ ную последовательность, например сигналы Баркера, принимаемыесогласованным фильтром. Среди передаваемых сигналов выбран­ ный для синхронизации баркеровсюий сигнал будет единственным регулярно повторяющимся сигналом. Частоту повторения сиг.налаблочной синхронизации можно выделить в приемнике [91].

В случае применения для целей синхронизации .псевдослучай­ ной последовательности процесс блочной синхронизации заключа­ ется в определении корреляции между каждым ив посылаемых в. канал сигналов и копией сигнала синхронизации, вырабатываемой в приемнике. .Естественно желание разработчиков системы связи отыскать при этом такую форму синхросигнала, которая наимень­ шим образом была бы .коррелирована с формой информационных сигналов. Эта корреляция должна быть минимальной при любых временных сдвигах информационных сигналов.

Если места разделения информационных кодовых слое регуляр­ но повторяются, дальнейшая передача синхросигналов после уста­ новления синхронизациіи нецелесообразна, однако фактически син­ хросигналы передают в течение всего сеанса связи [1].

В последнее время получили распространение методы выделе­ ния синхронизирующей информации из информационного сипнала, поэтому целесообразно рассмотреть возможность .применения для связи таких кодирующих последовательностей, в которых заклю­ чена информация о месте их разделения [88, 89]. Примером та­ ких самосинхроиизирующихся сигналов являются коды без запя­ той (15, 92].

Идея самосинхроиизирующихся кодов состоит в том, что отыс­ кивают такую группу ортогональных последовательностей, для ко­ торых коэффициенты корреляции между принимаемыми последо­ вательностями и их копиями при інесинфазном положении весьма малы. Несилфазность положения означает, что копия в приемнике перемножается с последовательностью, состоящей из N —k послед­ них символов одного кодового слова іи k первых .символов другого. Приемник в течение некоторого времени производит перемножение- К0.ПИЙсигналов с принимаемыми колебаниями, пока не установится1

синхронизация. При этом возможна задержка, длительность кото­ рой .случайна. Если длина кодовой комбинации N, то самая боль­ шая задержки составит N— 1 единиц времени. В [1] получены чис­ ленные значения верхней границы для времени синхронизации при использовании кодов без запятой с заданной длиной слова.

Приведем определение кода без запятой [92]. Пусть алфавит1 состоит из п букв'(чисел), из которых составляются кодовые слова длиною т. Всего можно составить пт кодовых слов. Словарь ко­ довых слов без/запятой есть множество Т слов из т элементов,, если для любых слов, принадлежащих Т, ни одно ив их перекрытий