CC BY
30Совместная тактовая и кодовая цикловая синхронизация в адаптивной системе КВ ППРЧ радиосвязи
Завадский С.В.
к.ф.-м.н., Санкт-Петербургский государственный университет Сиротинин И.В. Хвостунов Ю.С.
к.т.н.
Хромов В.В.
к.т.н., ОАО «НПО «ИМПУЛЬС», г. Санкт-Петербург Аннотация
Настоящий алгоритм определяет способ блоковой и тактовой синхронизации в адаптивной системе КВ радиосвязи с постоянно прыгающей рабочей частотой, в которой используются блоковые исправляющие ошибки коды Рида-Соломона. В качестве критерия используется число исправляемых ошибок, которое выбирают таким образом, чтобы обеспечить высокую достоверность тактовой и блоковой синхронизации. Использование тактовой и кодовой цикловой синхронизации в системах с программной перестройкой рабочих частот обеспечивает адаптацию синхронизации в каждом из принимаемых слотов, что повышает помехоустойчивость приема.
Ключевые слова: совместная синхронизация; кодовая цикловая синхронизация; программная перестройка; рабочая частота; адаптивная система.
Введение
Настоящий алгоритм определяет способ блоковой и тактовой синхронизации в адаптивной системе КВ радиосвязи с постоянно прыгающей рабочей частотой, в которой используются блоковые исправляющие ошибки коды Рида-Соломона [1, 2].
Предлагаемый способ кодовой цикловой синхронизации применяется для синхронизации сообщения, передаваемого последовательностью слов циклического помехоустойчивого кода. При этом синхронизирующие признаки содержатся в словах помехоустойчивого кода. Прототипом предлагаемого способа и является способ, изложенный в патенте [3]. При этом принятую входную последовательность, представляющую собой сумму по модулю два помехоустойчивого кода, нумерующей и синхронизирующей последовательностей, умножают на проверочный полином кода. В результате чего выделяют нумерующую последовательность. Далее осуществляют обнаружение синхронизирующей последовательности. Затем определяют вектор ошибок и осуществляют исправление ошибок в нумерующей последовательности. После этого сравнивают нумерующие и синхронизирующие последовательности с ранее принятыми. В результате сравнения получают определенное число совпадений выделенных нумерующих и синхронизирующих последовательностей с соответствующими нумерующими и синхронизирующими последовательностями ранее принятых кодовых слов, причем, если в результате сравнения числа совпадений с порогом будет превышение числа совпадений некоторого заранее заданного порога совпадений, принимают решение о наличии цикловой синхронизации в текущий момент времени. Далее вычитают соответствующие нумерующую и синхронизирующую последовательности из кодовых слов и затем выполняют декодирование кодовых слов с обнаружением и исправлением ошибок. Реализация описанного способа требует передачи специальных дополнительных символов.
Рассмотрим проблему синхронизации при работе в каналах связи с высоким уровнем помех и перестройкой несущей частоты. Из-за ограниченности фрагмента посылки (слот) на каждой рабочей
РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ
частоте традиционные методы нахождения тактовой синхронизации малоэффективны, а без символьной синхронизации невозможно и нахождение границ кодовых слов. Предлагается совместное обнаружение тактовой и кодовой цикловой синхронизации сообщений в системах с программной перестройкой рабочих частот, что уменьшит сложность аппаратной и программной реализации.
Поставленная задача решается способом совместной тактовой и кодовой цикловой синхронизации. Он заключается в последовательном декодировании кодовых слов с исправлением ошибок со сдвигом на один дискретный отсчет в скользящем окне приема, определении числа исправляемых ошибок и сравнении этого числа с пороговым значением с последующим стиранием полученного числа, которое больше порогового значения. После этого определяется номер дискретного отсчета, соответствующего минимуму исправляемых ошибок. Данный минимум фиксируется по времени, отличающемся тем, что зафиксированный минимум исправляемых ошибок на интервале длины кодового слова и временной момент, соответствующий декодированию с данного дискретного отсчета, является решением о достижении тактового и циклового синхронизма.
Алгоритм кодовой цикловой синхронизации на примере синхронизации кода Рида-Соломона заключается в следующем.
На передающей стороне формируют входную последовательность. Для этого на передающей стороне исходное сообщение, объемом к т-ичных (т>1) символов кодируют т-ичным помехоустойчивым кодом Рида-Соломона.
В результате кодирования информации получают кодовые слова кода Рида-Соломона (п, к), где информационная длина слова равна к, а блоковая - п символов. В передаваемой на определенной частоте посылке (слоте) кодовых слов Рида-Соломона может быть от одного до трех.
На приемной стороне вначале осуществляют прием входной последовательности, в виде дискретных отсчетов с шагом, удовлетворяющим теореме Котельникова. По квантованным значениям отсчетов демодулируют относительно фазомодулированный сигнал и декодируют последовательность на длине равной кодовому слову.
При декодировании получаются две характеристики - число исправляемых ошибок и значения ошибок. Число ошибок сравниваем с пороговым значением. Если ошибок меньше порога сохраняем это число и номер временной метки, с которой производилось декодирование. В частности, если исправлений ноль, то принимается решение о достижении тактового и циклового синхронизма. Если нуля ошибок нет, продолжается декодирование со сдвигом на один дискретный отсчет до тех пор, пока не будет проанализирован временной интервал равный длине кодового слова. Далее находится минимум исправляемых ошибок среди зафиксированных значений на интервале длины кодового слова и временной момент, соответствующий декодированию с данного дискретного отсчета, что является решением о достижении тактового и циклового синхронизма. Если имеется несколько смещений с одинаковым числом исправляемых ошибок, то из них выбирается то смещение, в котором максимально отношение сигнал-шум, а в случае, если обмен уже происходил, выбирается смещение, наиболее близкое к вычисленному в прошлый раз.
Заключение
Порог числа исправляемых ошибок выбирают таким образом, чтобы обеспечить высокую достоверность цикловой синхронизации. Значение порога определяется корректирующей способностью кода и статистикой ошибок канала связи.
Использование тактовой и кодовой цикловой синхронизации в системах с программной перестройкой рабочих частот обеспечивает адаптацию синхронизации в каждом из принимаемых слотов, что повышает помехоустойчивость приема.
Литература
1. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. Пер. с англ. М.: Мир. 1986. 576 с.
2. Прокис Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д. Д. Кловского. М.: Радио и связь. 2000. 800 с.
3. Патент РФ на ИЗ №2214689. 2001 г.
13
4-2014
Для цитирования:
Завадский С.В., Сиротинин И.В., Хвостунов Ю.С., Хромов В.В. Совместная тактовая и кодовая цикловая синхронизация в адаптивной системе КВ ППРЧ радиосвязи // i-methods. 2014. Т. 6. № 4. С. 12-14.
Joint clock and frame synchronization code in the adaptive system for KV PPRCh radio communication
Zavadsky S.V.
Ph.D., St. Petersburg state University
Sirotinin V.I. Hvostunov Y.S.
Ph.D.
Khromov V.V.
Ph.D., JSC "NPO "IMPULSE", St. Petersburg
Abstract
This algorithm determines how a block and clock synchronization in an adaptive system KV radio is constantly hopping working frequency, which are used for block error-correcting codes Reed-Solomon. As the criterion used is the number of corrected errors, which is selected so as to provide a high accuracy clock and block sync. Use code clock and frame synchronization in systems with programmatic restructuring of operating frequencies provides the adaptation of the synchronization in each of the received slots, which increases the noise immunity of the reception.
Keywords: joint synchronization; code cyclic synchronization; program reorganization; working frequency; adaptive system.
References
1. Blahut R. Theory and practice codes, controlling errors. TRANS. angl. M.: Mir. 1986. 576.
2. Had Soured John. Digital communication. TRANS. s angl./Ed. by D. D. Klovsky. M.: Radio and communication. 2000. 800 p.
3. The patent of the Russian Federation on FROM No. 2214689. 2001
For citation:
Zavadsky S.V. Sirotinin V.I. Hvostunov Y.S. Khromov V.V. Joint clock and frame synchronization code in the adaptive system for KV PPRCh radio communication // i-methods. 2014. Vol. 6. No. 4. Pp. 12-14.
