1.13 —истема цикловоњ синхрон≥зац≥њ

 

ƒл¤ правильноњ обробки сигналу у приймальн≥й апаратур≥ ÷—ѕ (регенерац≥њ, декодуванн¤ кодових комб≥нац≥й, розпод≥л сигнал≥в по окремих каналах ≥ ≥н.) необх≥дно забезпечити синхронну роботу генераторного обладнанн¤ приймальноњ апаратури (√ќпм) з генераторним обладнанн¤м передавальноњ апаратури (√ќпд).

–озр≥знюють тактову ≥ циклову синхрон≥зац≥ю. “актова синхрон≥зац≥¤ забезпечуЇ р≥вн≥сть частоти тактових ≥мпульс≥в √ќпм з частотою тактових ≥мпульс≥в √ќпд, що Ї необх≥дною умовою дл¤ правильноњ реЇстрац≥њ ≥мпульс≥в, що надход¤ть. ” систему тактовоњ синхрон≥зац≥њ вход¤ть задаючий генератор («√) √ќпд ≥ вид≥лювач тактовоњ частоти (¬“„) √ќпм. ¬ид≥ленн¤ тактовоњ частоти ≥з спектра групового цифрового сигналу зд≥йснюЇтьс¤ резонансним контуром (вузькополосним ф≥льтром). ѕ≥сл¤ в≥дпов≥дноњ обробки отриманоњ складовоњ тактовоњ частоти формуютьс¤ необх≥дн≥ ≥мпульсн≥ посл≥довност≥ √ќпм (тактов≥, розр¤дн≥, канальн≥, циклов≥).

÷иклова синхрон≥зац≥¤ забезпечуЇ правильне визначенн¤ початку циклу передач≥, що Ї необх≥дною умовою дл¤ правильного поканального розпод≥лу сигналу, що приймаЇтьс¤, п≥сл¤ його декодуванн¤.

ѕравильний розпод≥л сигнал≥в управл≥нн¤ ≥ взаЇмод≥њ (—”¬) забезпечуЇтьс¤ зверхцикловою синхрон≥зац≥Їю. ѕорушенн¤ цикловоњ синхрон≥зац≥њ призводить до неправильного розпод≥лу канальних сигнал≥в ≥ —”¬, тобто призводить до втрати зв'¤зку по вс≥х каналах. ƒл¤ забезпеченн¤ цикловоњ синхрон≥зац≥њ достатньо визначити часове розм≥щенн¤ будь-¤кого одного з канальних сигнал≥в (канал≥в), а вже в≥дносно нього досить легко визначити часове розм≥щенн¤ ус≥х ≥нших канал≥в. ƒл¤ реал≥зац≥й вказаного принципу цикловоњ синхрон≥зац≥њ у склад групового ≤ ћ сигналу на початку циклу передач≥ (¤к правило, у часовий канальний ≥нтервал  ≤ќ) вводитьс¤ синхросигнал (синхрогрупа), а на приймальн≥й сторон≥ синхрогрупа вид≥л¤Їтьс¤ приймачем синхросигналу ≥з складу групового ≤ ћ сигналу,† що даЇ можлив≥сть визначити початок циклу передач≥. ѕер≥од цикловоњ синхрон≥зац≥њ дор≥внюЇ (або Ї кратним) пер≥оду дискретизац≥њ, тобто †(або ). ” ÷—ѕ ≤ ћ-30 , а пер≥од зверхцикловоњ синхрон≥зац≥њ .

ѕошук стану синхрон≥зму в≥дбуваЇтьс¤ шл¤хом посл≥довного за тактовим анал≥зом кодових комб≥нац≥й вх≥дного групового ≤ ћ сигналу на в≥дпов≥дн≥сть њх структур≥ синхрогрупи. ѕ≥сл¤ дос¤гненн¤ стану синхрон≥зму дл¤ його утриманн¤ в≥д переходу до режиму пошуку циклового синхрон≥зму п≥д впливом перекручувань символ≥в†синхросигналу (синхрогрупи), що виникають досить р≥дко, вводитьс¤ накопичувач по виходу з циклового синхрон≥зму. ѕерех≥д до пошуку синхрон≥зму в≥дбуваЇтьс¤ т≥льки п≥сл¤ того, ¤к буде заф≥ксовано п≥др¤д дек≥лька раз≥в (4...6) перекручень синхросигналу (в≥рог≥дн≥сть чого достатньо мала).

Ќа¤вн≥сть циклового синхрон≥зму ф≥ксуЇ накопичувач по входу у синхрон≥зм. ¬≥н спрацьовуЇ п≥сл¤ ви¤вленн¤ синхрогрупи на одних ≥ тих самих позиц≥¤х цикл≥в передач≥ 2...3 рази п≥др¤д. ¬≥рог≥дн≥сть хибного спрацьовуванн¤ накопичувача по входу в синхрон≥зм у процес≥ пошуку синхрон≥зму достатньо мала.

ƒо систем синхрон≥зац≥њ висуваютьс¤ так≥ вимоги:

Ц стан синхрон≥зму маЇ бути безперервним й п≥дтримуватис¤ автоматично;

Ц невеликий час входженн¤ у синхрон≥зм п≥д час включенн¤ апаратури ≥ п≥д час в≥дновленн¤ синхрон≥зму при його порушенн≥;

Ц зменшенн¤ пропускноњ здатност≥, що виникаЇ за рахунок введенн¤ синхросигнал≥в у пов≥домленн¤ (службовоњ ≥нформац≥њ), маЇ бути м≥н≥мальним;

Ц пристр≥й синхрон≥зац≥њ маЇ бути простим;

Ц час утриманн¤ синхрон≥зму маЇ бути максимально великим;

Ц завадост≥йк≥сть системи синхрон≥зац≥њ маЇ бути достатньо високою. ¬казан≥ вимоги досить суперечн≥, тому знаход¤ть компром≥сн≥ р≥шенн¤.

ƒо основних параметр≥в системи цикловоњ синхрон≥зац≥њ в≥днос¤тьс¤ час входженн¤ у синхрон≥зм п≥сл¤ збою синхрон≥зму () ≥ час утриманн¤ циклового синхрон≥зму (). ÷≥ параметри залежать в≥д структури синхрогрупи, алгоритму роботи приймача синхросигналу, в≥д ≥мов≥рност≥ перекручувань символ≥в цифрового сигналу у канал≥ зв'¤зку.

як вже було зазначено, втрата синхрон≥зму призводить до втрати зв'¤зку. “ому час входженн¤ у синхрон≥зм (в≥дновленн¤ синхрон≥зму) п≥д час виниканн¤ збоњв мають перевищувати час спрацьовуванн¤ ј“—, що можуть прийн¤ти перерву, що виникаЇ за рахунок збою синхрон≥зац≥њ, за ознаку зак≥нченн¤ розмови. ÷ей †час дор≥внюЇ дек≥льком м≥л≥секундам, тому за звичай забезпечують .

ѕроцес входженн¤ у цикловий синхрон≥зм (в≥дновленн¤ циклового синхрон≥зму) м≥стить 3 етапи, що виконуютьс¤ посл≥довно: ви¤вленн¤ в≥дсутност≥ синхрон≥зму (вих≥д ≥з синхрон≥зму), пошук синхрон≥зму ≥ п≥дтвердженн¤ нового стану синхрон≥зму. ¬≥дпов≥дний час входженн¤ у цикловий синхрон≥зм визначаЇтьс¤ сп≥вв≥дношенн¤м:

,

де †Ц середн≥й час пошуку синхрогрупи;

†, †Ц середн≥й час заповненн¤ накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму ≥ накопичувача по входу в синхрон≥зм в≥дпов≥дно.

—ередн≥й час пошуку синхрогрупи †значною м≥рою залежить в≥д њњ структури.  одов≥ m-розр¤дн≥ кодов≥ групи (комб≥нац≥њ) можна класиф≥кувати за к≥льк≥стю критичних точок, ¤к≥ вони мають. ѕ≥д к≥льк≥стю критичних точок розум≥ють к≥льк≥сть повторного ви¤вленн¤ кодовоњ комб≥нац≥њ початковоњ структури прот¤гом m-порозр¤дних цикл≥чних зсув≥в ц≥Їњ комб≥нац≥њ. Ќаприклад, у 8-розр¤дних кодових комб≥нац≥¤х 11111111, 10101010, 10010110 к≥льк≥сть критичних точок дор≥внюЇ восьми, чотирьом ≥ одиниц≥.  одов≥ †синхрогрупи з одн≥Їю критичною точкою забезпечують менший час пошуку синхрон≥зму, н≥ж кодов≥ групи з б≥льшою к≥льк≥стю критичних точок. “ому в апаратур≥ ÷—ѕ використовуютьс¤ кодов≥ групи з одн≥Їю критичною точкою. —ередн≥й час пошуку синхрогрупи визначаЇтьс¤ сп≥вв≥дношенн¤м:

,

де †Ц к≥льк≥сть розр¤д≥в (тактових ≥нтервал≥в) м≥ж сус≥дн≥ми синхрогрупами;

†Ц розр¤дн≥сть синхрогрупи;

†Ц цикл синхрогрупи.

Ќаприклад, у ÷—ѕ ≤ ћ-30 значенн¤ , †≥ , тому в≥дпов≥дно з наведеного сп≥вв≥дношенн¤ .††

—ередн≥й час заповненн¤ накопичувач≥в по виходу ≥з синхрон≥зму () ≥ входу () у синхрон≥зм залежить в≥д њх Їмностей Ц †≥ †в≥дпов≥дно.

«≥ зб≥льшенн¤м †зростаЇ час входу у синхрон≥зм ≥ одночасно зменшуЇтьс¤ ≥мов≥рн≥сть виходу ≥з синхрон≥зму (втрати циклового синхрон≥зму). «≥ зменшенн¤м †час входу у синхрон≥зм зменшуЇтьс¤, але зростаЇ ≥мов≥рн≥сть втрати циклового синхрон≥зму.  омпром≥сне р≥шенн¤ забезпечуЇ .

—п≥вв≥дношенн¤, що визначаЇ середн≥й час заповненн¤ накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму, маЇ вигл¤д:

.

“ак, у ÷—ѕ ≤ ћ-30 , , , розрахована величина .

«≥ зб≥льшенн¤м  _нвх †зростаЇ час входу в синхрон≥зм (що негативно), але зменшуЇтьс¤ ≥мов≥рн≥сть хибного синхрон≥зму (що позитивно), зменшенн¤ †призводить до протилежних насл≥дк≥в. “обто ≥ в даному випадку приймаЇтьс¤ компром≥сне р≥шенн¤ Ц значенн¤ . —п≥вв≥дношенн¤, що визначаЇ , маЇ вигл¤д:

,

 

де †Ц ≥мов≥рн≥сть прийому з помилкою синхрогрупи, що у свою чергу пов'¤зане з в≥рог≥дн≥стю поб≥товоњ помилки †сп≥вв≥дношенн¤м:

 

.

 

ƒл¤ †у в≥дпов≥дност≥ з наведеним сп≥вв≥дношенн¤м .

“аким чином, у наведеному приклад≥ , що в≥дпов≥даЇ припустимим значенн¤м середнього часу входу у цикловий синхрон≥зм.

—ередн≥й час утриманн¤ циклового синхрон≥зму () визначаЇтьс¤ сп≥вв≥дношенн¤м:

.

 

якщо †(), †величина , тобто час утриманн¤ циклового синхрон≥зму достатньо великий.

ЌагадаЇмо, що дл¤ вид≥ленн¤ синхросигналу (синхрогрупи) ≥з складу групового ≤ ћ сигналу використовують статистичну в≥дм≥нн≥сть синхрогрупи в≥д ≥нформац≥йних кодових груп, що про¤вл¤Їтьс¤ у пер≥одичному повторенн≥ синхрогрупи на одних ≥ тих самих позиц≥¤х. Ќа в≥дм≥ну в≥д синхрогрупи повторна по¤ва ≥нформац≥йних кодових комб≥нац≥й на одних ≥ тих самих позиц≥¤х мало в≥рог≥дна. Ќеобх≥дний час утриманн¤ циклового синхрон≥зму (середн≥й час м≥ж збо¤ми синхрон≥зму) забезпечуЇтьс¤ за рахунок того, що р≥шенн¤ про втрату синхрон≥зму приймаЇтьс¤ за результатами анал≥зу ситуац≥њ прот¤гом де¤кого часу, тобто за результатами систематичного ви¤вленн¤ порушенн¤ циклового синхрон≥зму. —ередн≥й час утриманн¤ синхрон≥зму (середн≥й час м≥ж збо¤ми синхрон≥зму) залежить в≥д завадост≥йкост≥ приймача синхросигналу, тобто захищеност≥ його в≥д установленн¤ неправильного синхрон≥зму, так ≥ †в≥д неправильного виходу ≥з стану синхрон≥зму.

«г≥дно з вищевикладеним приймач синхросигналу маЇ виконувати так≥ функц≥њ: установку синхрон≥зму п≥сл¤ включенн¤ апаратури ÷—ѕ у роботу; контроль за станом синхрон≥зму в процес≥ роботи; ви¤вленн¤ збою синхрон≥зму; в≥дновленн¤ стану синхрон≥зму п≥сл¤ кожного збою. ƒл¤ виконанн¤ вказаних функц≥й у склад приймача синхросигналу, структурна схема ¤кого наведена на рис. 1.30, вход¤ть розп≥знавач, анал≥затор ≥ вир≥шуючий пристр≥й. ƒодатково на схем≥ наведено √ќпм, ≥ндив≥дуальне обладнанн¤, ¤к≥ взаЇмод≥ють в процес≥ роботи з приймачем синхросигналу.

–исунок 1.30

–озп≥знавач забезпечуЇ ви¤вленн¤ на¤вност≥ синхросигналу (синхрогрупи) ≥ формуванн¤ ≥мпульсного сигналу за на¤вност≥ синхросигналу у склад≥ вх≥дного групового ≤ ћ сигналу. –озп≥знавач складаЇтьс¤ з рег≥стра зсуву, розр¤дн≥сть ¤кого сп≥впадаЇ з розр¤дн≥стю синхрогрупи, ≥ дешифратора, настроЇного на структуру синхрогрупи. «а на¤вност≥ у рег≥стр≥ кодовоњ комб≥нац≥њ з≥ структурою, що сп≥впадаЇ з≥ структурою синхрогрупи, на виход≥ розп≥знавача з'¤вл¤Їтьс¤ ≥мпульс (ј).

јнал≥затор забезпечуЇ перев≥рку на¤вност≥ циклового синхрон≥зму шл¤хом перев≥рки на¤вност≥ зб≥гу вих≥дного ≥мпульсу розп≥знавача (ј) з контрольним ≥мпульсом (¬), що формуЇтьс¤ в √ќпм. ѕ≥д час зб≥гу за часом ≥мпульс≥в ј ≥ ¬ спрацьовуЇ схема зб≥гу †(на њњ виход≥ з'¤вл¤Їтьс¤ ≥мпульс), а за в≥дсутност≥ зб≥гу цих ≥мпульс≥в спрацьовуЇ схема заборони (на њњ виход≥ з'¤вл¤Їтьс¤ ≥мпульс).

¬ир≥шуючий пристр≥й оц≥нюЇ вих≥дн≥ сигнали анал≥затора ≥ приймаЇ р≥шенн¤ про на¤вн≥сть або в≥дсутн≥сть циклового синхрон≥зму ≥ забезпечуЇ управл≥нн¤ роботою √ќпм у процес≥ входженн¤ у синхрон≥зм. ќц≥нка на¤вност≥ циклового синхрон≥зму забезпечуЇтьс¤ за регул¤рн≥стю зб≥гу ≥мпульсу (ј) з виходу розп≥знавача ≥ контрольного ≥мпульсу (¬) з √ќпм, а оц≥нка в≥дсутност≥ синхрон≥зму забезпечуЇтьс¤ за регул¤рн≥стю в≥дсутност≥ зб≥гу цих ≥мпульс≥в (ј ≥ ¬). ƒл¤ забезпеченн¤ цих оц≥нок у склад вир≥шуючого пристрою вход¤ть накопичувач по входу ≥ накопичувач по виходу, що ¤вл¤ють собою дв≥йков≥ л≥чильники з≥ скидом.

Ќакопичувач по входу у синхрон≥зм, на вх≥д ¤кого надход¤ть вих≥дн≥ сигнали схеми зб≥гу , забезпечуЇ захист приймача синхросигналу в≥д помилкового входженн¤ у синхрон≥зм, коли на вх≥д розп≥знавача надход¤ть випадков≥ комб≥нац≥њ групового ≤ ћ сигналу, структура ¤ких сп≥впадаЇ з≥ структурою синхрогрупи. ™мн≥сть накопичувача по входу у синхрон≥зм зазвичай дор≥внюЇ 2...3 розр¤ди.

Ќакопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму, на вх≥д ¤кого надход¤ть вих≥дн≥ сигнали схеми заборони, забезпечуЇ захист приймача синхросигналу в≥д помилкового виходу з≥ стану синхрон≥зму, коли перешкоди у л≥н≥йному тракт≥ призвод¤ть до коротких за часом зм≥н структури синхрогрупи. «азвичай Їмн≥сть накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму дор≥внюЇ 4...6 розр¤дам.

–озгл¤немо роботу приймача синхросигналу. якщо √ќпм синхрон≥зовано з роботою √ќпд, то ≥мпульси ј ≥ ¬ сп≥впадають за часом, на виход≥ схеми зб≥гу †регул¤рно з'¤вл¤ютьс¤ ≥мпульси, що п≥дтримують накопичувач по входу у синхрон≥зм у зар¤дженому стан≥. Ќакопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму повн≥стю скинуто. ≤мпульси на виход≥ розп≥знавача (ј), що в≥дпов≥дають випадковим кодовим комб≥нац≥¤м з≥ структурою синхрогрупи, не впливають на роботу приймача синхросигналу, тому що вони не сп≥впадають за часом з контрольними ≥мпульсами (¬) в≥д √ќпм.

якщо ж виникають короткочасов≥ збоњ, наприклад, в результат≥ помилок в одному з цикл≥в, синхросигнал буде перекрученим, то ≥мпульс ј на виход≥ розп≥знавача не з'¤витьс¤, тому контрольний ≥мпульс ¬ через схему заборони надходить у накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму. јле стан синхрон≥зму не буде порушеним, система п≥дтримуватиме стан синхрон≥зму до того часу, поки накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму буде заповнено частково, а накопичувач по входу заповнитьс¤ ран≥ше накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму. ¬ результат≥ в≥дбудетьс¤ скид накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму ≥ стан синхрон≥зму не буде порушеним.

якщо ж виникають довгочасов≥ збоњ (а також при включенн≥ апаратури), то ≥мпульси ј ≥ ¬ не сп≥впадають, тому ≥мпульс ¬ регул¤рно проходить через схему заборони ≥ зар¤джаЇ накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму за к≥льк≥сть цикл≥в, що дор≥внюЇ Їмност≥ цього накопичувача (4 ... 6 розр¤д≥в). ≤мпульси ј д≥ють на заборон¤ючому вход≥ схеми заборони, тому у процес≥ накопиченн¤ участ≥ не приймають. «ар¤джений накопичувач по виходу з синхрон≥зму в≥дкриваЇ по одному з вход≥в схеми зб≥гу . ¬ результат≥ ≥мпульс ј з виходу розп≥знавача, що надходить на другий вх≥д схеми , проходить через цю схему ≥ встановлюЇ √ќпм у положенн¤, що зб≥гаЇтьс¤ з положенн¤м √ќпд (¤кщо ≥мпульс ј в≥дпов≥даЇ ≥стинн≥й синхрогруп≥), або в ≥нше положенн¤ (¤кщо ≥мпульс ј сформовано з хибноњ синхрогрупи).  р≥м установки √ќпм ≥мпульс з виходу схеми †скидаЇ повн≥стю накопичувач по входу у синхрон≥зм ≥ зменшуЇ зм≥ст накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму на одиницю.

якщо установка √ќпм зд≥йснювалас¤ ≥мпульсом ј, що в≥дпов≥даЇ ≥стинн≥й синхрогруп≥, то у чергових циклах ≥мпульс ¬ зб≥гатиметьс¤ з ≥мпульсом ј, тому на виход≥ схеми зб≥гу †регул¤рно з'¤вл¤тиметьс¤ ≥мпульс, що забезпечуЇ зар¤д накопичувача по входу в синхрон≥зм. «ар¤джений накопичувач по входу скидаЇ до нул¤ накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму. ѕ≥сл¤ входженн¤ у синхрон≥зм ≥ в≥дсутност≥ збоњв п≥дтримуЇтьс¤ стан √ќпм однаковий з≥ станом √ќпд. ” стан≥ синхрон≥зац≥њ накопичувач по входу повн≥стю зар¤джений, накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму повн≥стю скинутий, тому схема †зачинена, що захищаЇ в≥д надходженн¤ на вх≥д √ќпм будь-¤ких синхросигнал≥в ј (¤к ≥стинних, так ≥ хибних).

якщо ж установка √ќпм зд≥йснювалас¤ хибним синхросигналом, то вже у черговому цикл≥ повн≥стю зар¤джаЇтьс¤ накопичувач по виходу ≥з синхрон≥зму, в≥дчин¤Їтьс¤ схема †≥ черговий ≥мпульс ј ≥з розп≥знавача знову установлюЇ √ќпм ≥ накопичувач≥ в ран≥ше зазначений стан. ѕроцес продовжуЇтьс¤ до дос¤гненн¤ циклового синхрон≥зму.

–озгл¤нутий спос≥б побудови приймача синхросигналу маЇ суттЇв≥ недол≥ки. ѕерший з них пол¤гаЇ в тому, що процес пошуку синхросигналу починаЇтьс¤ п≥сл¤ заповненн¤ накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму, що призводить до зб≥льшенн¤ часу входженн¤ у цикловий синхрон≥зм.

ƒругим недол≥ком Ї ф≥ксован≥ Їмност≥ накопичувач≥в по входу в синхрон≥зм ≥ виходу з синхрон≥зму, що не дозвол¤Ї оптим≥зувати сп≥вв≥дношенн¤ м≥ж часом входженн¤ у синхрон≥зм ≥ завадост≥йк≥стю. ƒ≥йсно, з≥ зб≥льшенн¤м ≥мов≥рност≥ помилок у л≥н≥йному тракт≥, пор≥вн¤но з розрахованим значенн¤м, час утриманн¤ стану синхрон≥зму стаЇ менше за той, що вимагаЇтьс¤, ≥ навпаки Ц з≥ зменшенн¤м ≥мов≥рност≥ помилок виникаЇ необірунтований запас часу утриманн¤ стану синхрон≥зму.

ѕерший недол≥к усуваЇтьс¤ шл¤хом об'Їднанн¤ за часом процес≥в накопиченн¤ по виходу ≥з синхрон≥зму ≥ пошуку синхрон≥зму. ѕриймач синхросигналу, що маЇ окрему схему пошуку ≥ схему утриманн¤ синхрон≥зму, забезпечуЇ зменшенн¤ середнього часу входженн¤ у синхрон≥зм ≥ зб≥льшенн¤ середнього часу управл≥нн¤ синхрон≥зму.

ƒругий недол≥к може бути усунений шл¤хом використанн¤ накопичувач≥в, Їмн≥сть ¤ких може зм≥нюватис¤ в≥дпов≥дно до зм≥ни ймов≥рност≥ помилки у л≥н≥йному тракт≥: з≥ зменшенн¤м ймов≥рност≥ помилки зменшуЇтьс¤ Їмн≥сть накопичувача по виходу ≥з синхрон≥зму, а з≥ зб≥льшенн¤м ймов≥рност≥ помилок зменшуЇтьс¤ Їмн≥сть накопичувача по входу в синхрон≥зм. “ак≥ приймач≥ синхросигналу Ї адаптивними ≥ широко використовуютьс¤ в ÷—ѕ.