Синхронизация кадров в командных радиолиниях.
К сигналам кадровой синхронизации предъявляются следующие требования:
Они должны занимать минимальную полосу или требовать для передачи минимального времени.
АКФ синхрослов должна иметь при нулевом сдвиге максимальный пик и минимальный уровень боковых лепестков.
Взаимно КФ м/ч синхрослова и передаваемым сообщением должна иметь минимальную величину. Практика показала, что длинна кадрового синхрослова, должна составлять величину не менее половины кадра.
Обычно в цифровой радиолинии, которая используется для связи с подвижными объектами, используется две группы схем организации кадровой синхронизации.
Первая группа схем:
КПП – когерентный поэлементный приемник;
СТС – система тактовой синхронизации.
Задание схемы найти во времени кадровый синхроимпульс. На выходе РУ1 мы получаем групповой видеоимпуль сный сигнал. Из-за влияния шумов синхрослова, которые создаются в этом сигнале, могут не совпадать с теми синхрословами, которые формируются на передатчике. В генераторе m-последовательности формируется та последовательность, которая используется в передающей части.
В начальный момент времени ключ К1 замкнут, а К2 – разомкнут. После записи в регистр сдвига очередного импульса группового сигнала ключ К1 замыкается, К2 размыкается. И регистр сдвига начинает тактир-ся импульсами, наступает момент в m-раз больше тактовой частоты. Содержимое регистра сдвигается при этом тактовый импульс сравнивается с m-последовательностью с помощью сумматора по модулю 2. Если показывается сигнал с некоторой волны, то К2 размыкается, К1 замыкается. В регистр сдвига записывается очередной импульс. Процедура поиска продолжается до тех пор, пока показания синхронизатора не превысит какой-то определенной величины. Вместо 4 можно использовать схему совпадения. Помехоустойчивость системы при этом изменится.
Эта схема назначается для быстрого корреляционного анализа.
Возможны и другие варианты построения системы кадровой синхронизации. Выполняется она на основе согласующего фильтра.
Временная диаграмма:
Принимаемая реакция сигнала, таки образом на входной согласовывающий фильтр поступает групповой сигнал, состоящий из синхрослова и кадровых слов. Этот сигнал искажен шумами. Согласующий фильтр согласован с кодовой последовательностью, которая является синхрословом.
Сигнал на выходе СФ. На выходе порогового элемента.
Формирователь делает меандр, что соответствует концу синхрослова.
Пословная синхронизация используется только тогда, когда число слов в кадре больше десятков. И в этом случае используется только одно синхрослово для группы слов. Схема формирования меток времени соответствующих окончанию синхрослова также кА в двух последних схемах.
Формирование тактовой частоты в цифровой радиолинии с широкополосными сигналами.
Если мы в целях повышения помехоустойчивости будем заполнять «1» и «0» сложным сигналом, то открываются новые возможности для формирования высокостабильной тактовой частоты в приемнике. В этом случае под тактовой частотой понимается частота следования элементов в сложном сигнале. Существует достаточно много схем, позволяющих формировать сигнал тактовой синхронизации. Наибольшее распространение нашли две схемы:
1-я схема: Когерентная схема формирования тактовой частоты.
- Передатчик.
-
Приемник.
ТГ – тактовый генератор;
ГБП – генератор бинарной последовательности;
– сумматор по модулю 2.
С выхода тактового генератора снимается меандр тактовой частоты. С генератора бинарной последовательности снимается сложный сигнал, то есть тактовая последовательность тактирует ГБП, с выхода которого мы снимаем предположительный код Баркера или m-последовательность.
Доказано: сумма по модулю 2
двух кодов
– это
сложный сигнал, который обладает всеми
его свойствами. Предположим, что на
приемной стороне ГБП выдает
последовательность, которая синхронизирована
и синфазна с передаваемой. Тогда мы
имеем полное право написать
.
Результатом выполнения будет
последовательность СL.
Можно использовать перемножение вместо сложения, но тогда нужно брать сигнал биполярный, а не униполярный.
Так как выходные сигналы местного тактового генератора (МТГ) периодические, то им можно тактовать ГБП. В приемнике имеем два кольца регулирования. Внутреннее кольцо – ФАПЧ, которое следит за тактовой частотой. С помощью внешнего кольца мы следим за временем прихода бинарного сигнала. Если код передатчика ( ) и год приемника (PN) синфазны, то на выходе второго перемножителя отсутствует постоянная составляющая. Если коды приемника и передатчика сдвинуть во времени, то синхронизатор начинает работать в режиме слежения. Если разорвать внутреннее кольцо ФАПЧ и если мы будем перемещать код PN относительно , то на выходе первого перемножителя будет напряжение, которое будет пропорционально дискриминационной характеристике внешнего кольца ФАПЧ, то есть в точке (*) получим такое напряжение:
М – число (длина) бинарной последовательности
Стабильность тактовой частоты будет существенно лучше. При использовании этой схемы грубо оценить среднее квадратичное отклонение тактовой частоты от тактовой частоты передатчика можно по формуле:
