4.10 Символьная синхронизация

Если о переданной информационной последовательности ничего не известно, то используются синхронизаторы без применения данных. Если в процессе синхронизации используется информация о переданном информационном потоке, то это синхронизаторы с применением данных.

По использованным схемам синхронизаторы можно разделить на:

1. Разомкнутые – выделяют копию тактовых импульсов непосредственно из информационного потока

2. Замкнутые – синхронизируют локальный генератор приемника с поступающим сигналом. Они точнее, чем разомкнутые символьные синхронизаторы, но сложнее и дороже.

4.11 Разомкнутые символьные синхронизаторы

Иногда также называются нелинейными синхронизаторами на фильтрах. Синхронизаторы этого класса генерируют частотный компонент со скоростью передачи символов, пропуская поступающий узкополосный сигнал через последовательность фильтра и нелинейного устройства ( рисунок 4.5).

Рисунок 4.5. Разомкнутый символьный синхронизатор.

Работа данного устройства аналогична восстановлению несущей в контуре сопровождения с подавленной несущей. Поступающий сигнал фильтруется с использованием согласованного фильтра. Выход этого фильтра – автокорреляционная функция исходного сигнала. Затем полученная последовательность спрямляется с помощью нелинейности четного порядка. Полученный сигнал будет содержать пики положительной амплитуды, которые с точностью до временной задержки, соответствуют переходам входных символов через нуль. Последовательность описанных процессов изображена на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6. Иллюстрация процессов, происходящих в разомкнутом битовом синхронизаторе.

Таким образом, сигнал с выхода четного устройства будет содержать Фурье-компонент на собственной частоте тактового генератора. Эта частотная составляющая изолируется от остальных гармоник с помощью полосового фильтра и ей придается форма посредством насыщающего усилителя с передаточной функцией вида

С этапами обработки сигналов, изображенными на рисунке 4.5, связана аппаратная задержка., однако если для данного полосового фильтра принятое отношение сигнал-шум велико, метод приведет к точной битовой синхронизации. Основным недостатком замкнутых символьных синхронизаторов является наличие неустранимой ошибки сопровождения с ненулевым средним.

4.12 Замкнутые символьные синхронизаторы

Среди наиболее популярных замкнутых символьных синхронизаторов можно выделить синхронизатор с опережающим и запаздывающим стробированием, схема которого приведена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7. Синхронизатор с опережающим и запаздывающим стробированием

Его работа заключается в выполнении двух отдельных интегрирований энергии входного сигнала по двум различным промежуткам символьного интервала длительностью от нуля до секунд и от d до Т секунд.( рисунок 4.8).

Рисунок 4.8. Символьная синхронизация: а) точная синхронизация приемника

б) синхронизация с опережением.

При запаздывающем интегрировании энергия накапливается за интервал времени , опережающее интегрирование накапливает энергию за время , где - часть интервала опережающего интегрирования, приходящаяся на предыдущий интервал передачи бита. Следовательно, для этого случая сигнал рассогласования будет равен , что приведет к снижению входного напряжения ГУН на рисунке 4.7 и снижению выходной частоты ГУН.

В приведенном примере на рисунке 4.8 интегрирование охватывает примерно 3/4 периода передачи символа. В действительности эта величина может быть от половины до практически всего периода передачи символа, но не меньше половины. Компромисс достигается между объемом проинтегрированного шума и интерференцией в стробе, с одной стороны, и длительностью сигнала, с другой.

Недостатки замкнутого символьного синхронизатора:

1. Предполагается, что до и после рассматриваемого символа происходит изменение состояния. Если переходов через нуль нет, то опережающее и запаздывающее интегрирование приведет к одинаковым результатам. То есть, если нет изменения информационного состояния, сигнал рассогласования не генерируется.

2. Создать два абсолютно идентичных интегратора невозможно, поэтому возможен уход синхронизации при наличии продолжительных последовательностей одинаковых информационных символов